直升机执行飞行任务时，常需要不同的响应类型。飞行品质规范中，根据不同的任务科目基元和可用感示环境等级需求，需要选择不同稳定等级的响应类型[1]。一般来说，速率控制Rate对于良好目视下的任务科目来说已经足够，它可以迅速改变速度或轨迹，适合于快速机动的要求；姿态控制姿态保持（ACAH）用于低能见度UCE=2和仪表飞行IFR条件下，由于驾驶杆和姿态成比例，飞行员不必执行姿态稳定，具有更好的可预测性；平移速率响应类型（TRC）即直升机的平移速率和直升机的杆位移（杆力）成比例，在位置保持任务时能够很好地降低飞行员工作负荷，应用于低能见度UCE=3和夜视镜/头盔显示器（NVG/HMD）的评估，是响应类型中稳定程度最高的一种。

CH-47F是第一个实现TRC响应类型的直升机，它在悬停状态下设计了TRC响应类型来满足UCE=3条件下飞行品质等级1的要求[2]。RAH-66纵轴和横轴在悬停状态下采用TRC响应类型来为UCE＞1提供等级1的驾驶品质[3]。目前，国内直升机尚未实现TRC响应类型。本文结合直升机实际飞行试验数据，通过ACAH响应类型对TRC进行了设计和仿真，对直升机不同设计参数及气动参数下的TRC响应类型特征及稳定性进行了研究分析，明确了设计参数Kv和气动参数Yv对TRC响应类型特征及该响应类型下直升机稳定性的影响。

1 ADS-33E规范要求

ADS-33E[4]对于TRC响应类型规定：对于恒定的俯仰和滚转操纵力及位移，应在恰当的方向上产生成正比的相对于地面的稳定平移速度。

一般来讲，房地产项目在房子建成以后，房子可租可售，以不同的方式获得相对可观的利益。如果公司的每一个项目都没有明确设立管理机构，没有合理的将房子进行租售支配，只预期了所有房子通过销售带来的利润，而实际上无法确定最终能带来多少利润。一旦发生房子与销售脱节的状况，势必会造成房地产商品积压和资金积压，加之公司的租赁业务又相对较少，销售的不稳定将直接导致公司的营业利润。

当平移速度指令为指定的响应类型时，平移速度对座舱阶跃俯仰（滚转）操纵位移或操纵力输入的响应，应具有等效的一阶外形，且等效上升时间Txeq（Tyeq）不得小于2.5s，也不得大于5s。图1（a）对参数Txeq（Tyeq）予以定义。上升时间较小，会增加杆力，减小操纵杆灵敏度，导致飞行员获得同样平移速度的操纵量增大，增加飞行员工作负荷，经过飞行员在CH-47F上多次进行地面模拟及飞行试验，认为等效上升时间在2.5s和5s之间时，综合考虑操纵杆的杆力、杆灵敏度以及直升机的响应是较为合适、可接受的。等级1要求：俯仰和滚转姿态对座舱阶跃操纵输入的响应不得呈现不适宜的超调量；相对于固定物体或运动舰只上的降落点，座舱操纵力和操纵位移偏移量为0所对应的平移速度也应为0；平移速度对操纵输入的响应不得有明显的超调量，平移速度对操纵输入的梯度应是平滑和连续的。此外，对于中央杆操纵，平移速度随操纵偏移量的变化应在图1（b）的范围内，对于侧杆操纵，平移速度随操纵力的变化应在图1（c）的范围内。为方便换算，1lb≈0.454kg，1ft≈0.3048m，1in≈2.54cm，1lbf≈4.448N。

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图1 悬停低速时TRC响应类型要求Fig.1 Requirements for TRC in hover and low speed

2 TRC响应类型设计及验证

2.1 ACAH响应模型

对于姿态响应系统，在横向单轴输入的条件下，直升机横侧运动方程可写为[5]：

 

式中：ν为侧向速度，φ为滚转角，ΔWx为横向操纵位移；Lφ，Lp，LWx分别为滚转力矩对滚转角、滚转角速度和横向操纵位移的导数；Yv为侧向力对侧向速度的导数。

经拉氏变换后可求得滚转姿态变化和侧向速度的传递函数：

 

2.2 ACAH响应模型的验证

本文以经过飞行试验验证的ACAH响应类型为基准，在保持姿态响应的前提下，不改变内回路参数，通过改变Yv和Kv来得到不同的TRC响应类型曲线并对其进行分析，固定Yv=-0.067，不同Kv下直升机TRC响应曲线结果如图6所示。

从图4中可以看出，侧向平移速度和座舱横向阶跃操纵输入成正比，且具有一阶外形，经过计算等效上升时间为3.75s，平移速度随操纵偏移量的变化如图5所示，满足规范等级1的要求，因此，该TRC响应类型满足规范要求，且为等级1。

图8是ADS-33E中对于悬停低速状态下横轴动稳定性的考核指标要求，直升机受扰后，除了力矩不平衡引起角运动外，还由于力的平衡受到破坏而出现线运动，直升机悬停低速时横向受扰后出现的角运动和线运动构成了直升机悬停低速时的横向振荡模态，而横轴的阻尼比就反映了悬停低速状态下横向振荡模态运动收敛的快慢程度，从表1中的特征根和阻尼比可以得知，TRC响应类型下的动稳定性均满足ADS-33E中悬停低速状态下横轴动稳定性等级1的要求，如图8所示，表明TRC响应类型下横向振荡模态收敛较快，直升机在受扰后会很快恢复稳定，TRC响应类型是一种稳定性较高的响应类型。

2.3 TRC响应类型设计

11月28日，海岸带地质调查工作会议在海南省海口市召开。自然资源部党组成员、中国地质调查局局长钟自然，海南省人民政府副秘书长陈际阳，海南省自然资源和规划厅厅长丁式江，海口市委常委、副市长鞠磊等出席会议。会议由中国地质调查局党组成员、副局长王昆主持。

  

图2 直升机横向阶跃输入后响应曲线Fig.2 Response of helicopter after lateral step input

  

图3 TRC响应类型控制框图Fig.3 Control diagram of TRC response type

  

图4 横向阶跃输入后响应曲线Fig.4 Response of lateral step input

选取试验飞行高度为离地高度30m，操纵输入方式为直升机稳定悬停时的横向左、右压杆阶跃操纵输入，动作输入时间为0.2s，幅值为1～3cm。试验过程中通过改变幅值来获得不同的姿态变化量。通过对试飞数据进行辨识和仿真，得到直升机的响应如图2所示。

  

图5 TRC响应类型操纵位移和平移速率仿真结果图Fig.5 Simulation results of control def l ection and translational rate of TRC

3 设计参数及气动参数对TRC响应类型的影响分析

为确保响应模型的可靠性，通过直升机真实试飞数据对响应模型进行验证。试验以某型直升机为试验机，进行悬停横向阶跃操纵输入。该直升机为中央杆操纵，采用四余度数字式飞控系统，通过传感器采集，将试飞员的操纵指令、直升机运动量等各种信号传递给飞控计算机，由飞控计算机处理后控制主、尾桨舵机运动，最终将指令传递到主、尾桨叶等操纵面，实现对直升机的飞行状态控制。该直升机纵向、横向设计为ACAH响应类型。

目前，影像学检查是临床诊断下肢静脉瓣膜功能的主要辅助手段，其中，静脉造影、彩色多普勒超声检查应用较为普遍。本研究结果显示，彩色多普勒超声、数字X线引导下下肢静脉造影检查在图像特点上虽各有不同，但两种检查方法均有较高的灵敏度、特异度和诊断符合率，且数字X线引导下下肢静脉造影灵敏度、特异度和诊断符合率略高于彩色多普勒超声检查，但差异无统计学意义(P>0.05)。这说明两种影像检查均是肢深静脉瓣膜功能不全较为理想的辅助检查方法，且数字X线引导下下肢静脉造影更具优势。

图7为Kv=-1.5时不同Yv下直升机TRC响应曲线结果，Yv影响平移速率的响应的上升时间和稳态值，|Yv|值越小，平移速率稳态值越大，同等平移速率下飞行员需要的操纵量越小，上升时间略有增加。

由图6分析可知，Kv=2.5时，滚转姿态响应出现振荡现象，平移速度对操纵输入的响应有明显的超调量，不满足规范要求。Kv=1.5时，平移速度与操纵输入的响应成正比，响应曲线呈一阶外形，等效上升时间3.75s，满足规范要求。Kv=1.2时，平移速度呈一阶外形，等效上升时间增加为4.45s，稳态达到平移速率减小，同等平移速率下飞行员的操纵量增加。Kv=0.5时，滚转姿态响应较小，导致平移速率响应较慢，在试验时间内尚未具备一阶外形，不满足规范要求。由此可见，Kv减小会导致直升机响应变慢，上升时间增加，过小会导致平移速率响应无法呈一阶外形，即不具备TRC响应类型；Kv增大会导致滚转姿态振荡，平移速率出现超调现象，过大的话甚至会导致姿态角和平移速率的振荡发散。

城市是人类文明的结晶,承载着人们对幸福美好生活的憧憬与追求。建设现代城市，创造美好生活，离不开法治这个基石。日照市人大获得地方立法权以来首先制定的两部实体性法规——《日照市城市管理条例》和《日照市物业管理条例》（以下简称“两条例”），至今已颁布实施一年。一年来，“两条例”的实施效果怎样，执法监管如何？近日，日照市十八届人大常委会第十三次会议，结合听取审议市人大常委会执法检查组关于全市贯彻实施“两条例”情况的执法检查报告，对“两条例”贯彻实施情况进行了专题询问。

  

图6 直升机横向阶跃输入后响应曲线（Yv=-0.067）Fig.6 Response of lateral step input（Yv=-0.067）

  

图7 直升机横向阶跃输入后响应曲线（Kv=-1.5）Fig.7 Response of lateral step input（Kv=-1.5）

4 TRC响应类型下动稳定性分析

不同设计参数Kv和不同气动参数Yv时，TRC响应类型下系统的动稳定性参数见表1。

 

表1 TRC响应类型下动稳定性结果Table 1 Dynamic stability results of TRC response type

  

Kv=1.5，不同 Yv Kv 0.5 1.2 1.5 2.5 Kv -0.05 -0.067 -0.08 -0.12特征根 -0.6273±0.7148i-0.5182±0.6692i-0.4592±0.6659i-0.3051±0.7283i 特征根 -0.4623±0.6600i-0.4592±0.6659i-0.4571±0.6704i-0.4521±0.6844i阻尼比 0.660 0.612 0.568 0.386 阻尼比 0.574 0.568 0.563 0.551 Yv=-0.067，不同 Kv

从表1可以看出，当Yv固定，随着Kv的增大，阻尼比不断减小，当Kv=0.5时阻尼比过大，导致直升机响应变慢，需要较长时间才会达到期望的平移速率值；当Kv=2.5时，阻尼比减小，平移速率会产生和仿真曲线一致的类似二阶系统的欠阻尼超调现象，这两种情况均不满足ADS-33E中关于TRC响应类型的要求。当Kv固定，随着|Yv|值增大，阻尼比略有减小，会导致直升机响应略微变快，平移速率响应的等效上升时间减小，和仿真曲线结果一致。

图3为横向平移速率响应类型的控制系统结构框图，其中lat为横向操纵输入，p为滚转角速度，φ为滚转角，v为侧向速度，wn（wn1）和ξ分别为ACAH响应环节的自然频率和阻尼比，由ACAH环节自身的结构参数决定，即由式（3）中的Lp，LWx，Lφ决定，框图中内环和ACAH一致，加入滚转姿态和横向平移速率的传递函数v（s）/φ（s），并将侧向速度v作为反馈构成闭环回路，Kv是速率误差信号的比例增益，保持其他参数不变，调整参数Kv使某型直升机满足TRC响应类型的规范要求，仿真结果如图4所示。

由图2可以看出，根据模型辨识出的滚转角响应曲线、侧向速度曲线与直升机原始数据曲线基本一致，说明辨识模型可以真实有效地模拟直升机ACAH响应类型下的姿态角响应及侧向速度响应，据此，在ACAH响应模型的基础上，为该型直升机设计TRC响应类型。

⑤明确规定纳入计划用水的用水单位月（年）度用水量（可以由各省市、流域机构自行确定，但必须有明确的规定），超过界限的必须纳入计划用水管理（农业用水不在研究范围内）；对于纳入计划用水的用水单位，应规定其必须建立用水信息等档案管理的相关内容，以方便用水单位自身对于用水信息的掌握和管水单位的管水工作，为计划用水和其他节水工作奠定基础。

  

图8 TRC响应类型动稳定性仿真结果Fig.8 Simulation results of TRC dynamic stability

5 结论

本文结合直升机实际飞行试验数据，对ACAH响应类型建模，并保持姿态控制作为内回路对TRC响应类型进行了设计和仿真，对直升机不同设计参数及气动参数下的TRC响应类型特征及稳定性进行了研究分析，明确了Kv和Yv对TRC响应类型特征及该响应类型下直升机稳定性的影响。本项研究为我们开展ADS-33E规范的背景研究以及后续我国新的飞行品质规范的背景材料的编写、后续直升机型号响应类型试飞提供了技术支持。

TRC响应类型应用于低能见度（UCE=3）悬停低速状态下，因此，在满足ADS-33E规范要求的开环定量要求外，还需结合不良目视下机动科目的试飞进行综合评价，后续将进一步对其进行仿真分析。

参考文献

[1]高正，陈仁良. 直升机飞行动力学[M]. 北京：科学出版社，2003. Gao Zheng， Chen Renliang. Helicopter flight dynamics[M]. Beijing： Science Press， 2003. （in Chinese）

[2]Joseph G I， Chris L B. ADS-33E predicted and assigned lowspeed handling qualities of the CH-47F with digital AFCS[C]//American Helicopter Society 63rd Annual Forum， Virginia Beach， 2007.

[3]Jr Fogler D L. Design and pilot evaluation of the RAH-66 comanche core AFCS[R]. NASA N94-13321， 1993.

[4]Anonymous. Aeronautical design standard performance specification， handling qualities for military rotorcraft[S]. U.S.： Unite States Army Aviation and Missile Command， 2000.

[5]杨松山.直升机机动飞行时的响应特征和评定要求[M].西安：中国飞行试验研究院，2002. Yang Songshan. The response characteristics and evaluation requirements of helicopter maneuvering flight[M].Xi’an：Chinese Flight Test Establishment， 2002. （in Chinese）