轉彎飛行

轉彎飛行是在一定的高度下，實現飛行方向的轉變，而在這個過程中，飛行器經常會出現偏航的問題，需要採取有效的導航控制來完成飛行器的轉彎飛行。

飛行器在轉彎飛行的過程中，會出現偏航角、航跡偏轉的情況，而這類情況的出現主要取決於飛行器的受力情況，如果不瞭解飛行器轉彎飛行的受力情況，就會產生偏航的現象。從物理學的角度來講，當物體做勻速率圓周運動時，要確保運行的穩定性、協調性，就需要具備恆定的向心力，這也是飛行器在轉彎飛行過程中飛行導航控制應注意的。因此，在飛行器轉彎飛行的過程中，必須滿足以下幾點要求：①飛行器航跡線速度方向上存在的分力應與發動機推力和空氣阻力平衡，這樣才能確保飛行器的穩定性；②飛行器垂直方向上的分力應與飛行器所受的重力相等。

在飛行器轉彎飛行的過程中，主要以導航座標系為基準實行導航控制。飛行器轉彎飛行的導航控制主要受發動機推力、飛行器重力等因素的影響，導航控制主要是控制這幾個方面的力，並要確保其恆定向心力，進而實現轉彎飛行。以下主要從高度導航控制和平面導航控制方面進行分析。

所謂“高度導航控制”，主要是指導航控制系統在運行時，比較高度傳感器所能測量的高度值和所給定的高度值，從而生成控制操作發動機推力和飛行器俯視所需要保持的高度。從分析飛行器轉彎飛行的實踐情況來看，在飛行器轉彎過程中，飛行的高度主要由飛行器豎直方向上的分力與飛行器重力之問的平衡關係來控制的。也就是説，在飛行器轉彎飛行的過程中，如果轉彎盤旋的過程中會受到外部干擾或是受到橫測向禍合因素的影響，就會改變轉彎飛行高度，而這時對飛行導航控制應以如何操作飛行器豎直方向上的分力為主要調整方式，這樣才能調整飛行器飛行速度方向上的分力，從而保證飛行器轉彎飛行的穩定性。但是，如果小能及時改變發動機的推力，那麼，飛行器飛行速度上的合力就會發生改變，從而改變飛行器的飛行速度。要想保證飛行器轉彎飛行的穩定性，就必須改變飛行器旋翼的拉力，保證力的平衡性，從而保證飛行器轉彎飛行的可靠性和穩定性。

所謂“平面導航”，主要是在固定的高度平面上控制飛行器的飛行。飛行器在轉彎飛行的過程中，在固定高度平面內實現圓弧航跡，以進行轉彎跟蹤。在這裏，飛行器要嚴格按照預先給定好的航向進行轉彎飛行，同時，需要使圓弧切線與機體軸保持一致，並通過對轉彎的協調控制消除存在的小良影響因素，從而保證飛行器在轉彎過程的穩定性和協調性。另外，如果飛行器在轉彎飛行的過程中受到干擾而偏離了預定航跡，則需要根據飛行器的實際飛行位置和速度矢量調整和修正，以確保飛行器在平面導航控制中轉彎飛行的穩定性和協調性。

通過以上對飛行轉彎導航控制的分析可知，現階段，飛行器轉彎飛行主要是對飛行座標系的解算，通過座標變換和轉移的方式控制飛行座標。傳統的導航控制主要是通過信號迴路進行控制，控制精度偏低，而本文所提到的飛行器轉彎飛行導航控制主要是通過GPS解算測出飛行器在導航座標系的飛行速度，並通過反饋比較在速度控制迴路內實現座標系的轉換，其比傳統導航控制更加簡潔。 ^[1] 

直升機在軍事上的作用已顯得越來越重要，有關機動性的研究也受到人們的普遍關注。對機動飛行狀態，尤其在極限飛行狀態下的旋翼最大拉力和相應的飛行性能進行有效地預測，並對機動過程中的飛行軌跡進行合理的模擬是直升機機動性分析需要解決的理論問題。有關這方而的理論研究一直在進行，相應的飛行試驗技術也在不斷改進。

穩定轉彎飛行是直升機的基本機動科目，儘管對該科目的運動學問題已有不少研究，但這些研究基本上是從性能的角度出發，分析穩定轉彎過程中的過載、轉彎半徑等，忽略了機動過程中的迎角、側滑角、姿態和角速度等運動參數的變化。事實上，穩定轉彎過程中的運動參數變化對直升機的性能和操縱特性有很大的影響。例如，俯仰角速度有利於減緩旋翼後行槳葉的失速;偏航角速度視其方向，要麼加劇尾槳的失速，要麼減緩尾槳的失速;由於轉彎過程中旋翼前行邊和後行邊的動壓不對稱，滾轉角速度與旋翼的拉力直接相關，更何況，俯仰和滾轉直接影響直升機穩定轉彎的配平。因此，從性能的角度出發來分析直升機穩定轉彎飛行時的運動學問題很難為預測機動過程中的旋翼真實能力、直升機的機動性能及飛行軌跡的合理模擬提供足夠的依據，需要從新的角度來分析直升機穩定轉彎過程中的運動學問題。

張學軍提供了一種直升機穩定轉彎時的運動學分析方法，建立了不同穩定轉彎條件下速度、迎角、側滑角和過載係數、姿態、角速度間的關係，定量分析不同穩定轉彎條件(迎角、側滑角、速度、過載係數)對直升機角速度和姿態的影響，為分析直升機穩定轉彎時的飛行動力學問題奠定了基礎。主要結論如下：

（1）得到了穩定轉彎時直升機角速度和俯仰、滾轉姿態角與轉彎係數、迎角和側滑角的關係，利用這些關係可以大大簡化直升機穩定轉彎飛行時運動方程的求解，為直升機機動穩定性的研究奠定了基礎;

（2）研究了直升機穩定轉彎時側滑對運動參數的影響，尤其對直升機的滾轉角速度和俯仰姿態有很大的影響，從而對直升機的飛行性能和操縱品質有影響;

（3）直升機穩定轉彎時，俯仰角速度只與轉彎參數和側滑角有關，而與迎角無關;而滾轉、偏航角速度及俯仰和滾轉姿態與迎角和側滑角有關。 ^[2]