【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安全救生，具体是一种复杂姿态下的安全救生方法。
技术介绍
1、衡量火箭弹射座椅救生性能高低的主要指标之一就是：最低安全救生高度，最低安全救生高度值越小，意味着救生性能越高，该高度值为应急状态下，飞行员成功离机并以允许的速度着陆所需的地面上方的高度余量。国内外的统计数据表明，导致救生任务失败的最主要原因是离地高度不足，这是因为短距起降类飞机在低速起飞或者着舰情况下，由于发动机或者控制系统出现故障，发生突发应急状况的概率较大，且往往会伴随有纵平面(俯仰)上的角运动，使应急弹射多发生在飞机不可控且处于低空和复杂的空间姿态条件下。
2、提升座椅不利姿态救生性能的关键是提高座椅一、二级动力(弹射筒和火箭发动机)在“地垂线”方向上的分量，以便座椅获得更多的离地高度。由于座椅一级弹射动力往往与飞机是固定联接的，一级弹射动力作用方向与应急弹射时的飞机姿态相关，当飞机处于不利姿态(例如：倒飞)情况下，一级弹射动力工作会进一步加剧人椅系统高度损失。因此，获得更多离地高度、提升不利姿态救生性能有效措施是提高二级动力的使用效率，实施途径有两种：①座椅配备矢量推力火箭发动机，在座椅弹射离机、进入“自由飞”阶段后，适时调整矢量火箭发动机的推力方向，使其始终平行于地垂线并指向“天向”，以获得更多的离地高度。②座椅配备非矢量推力火箭发动机，在座椅弹射离机、进入“自由飞”阶段后，适时调整座椅姿态，“间接”改变火箭发动机推力方向，使其指向“天向”。
3、矢量推力火箭发动机技术难度较大，国内航空救生领域还没有成熟的技术；利用脉冲
4、座椅在复杂姿态下应急弹射时，通过俯仰横滚耦合姿态调节可以有效的降低最低安全高度，但人椅系统的气动外形为不规则钝头体，且横滚姿态火箭在横滚和偏航方向均有力臂，使得座椅实施俯仰横滚耦合姿态调节时，座椅的横滚角、俯仰角、偏航角同时变化且相互影响，俯仰横滚耦合姿态调节的技术实现难度大。
技术实现思路
1、专利技术目的：为解决座椅实施俯仰横滚耦合姿态调节问题，本专利技术提出一种复杂姿态下的安全救生方法，仅通过俯仰姿态调节，解决舰载机座椅在起飞、着舰等伴随有大俯仰角工况下弹射时的不利姿态救生问题，提高座椅在低空、低速、复杂姿态工况下弹射时的安全救生性能。且控制策略简单、便于工程化应用。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种复杂姿态下的安全救生方法，包括如下步骤：
4、步骤一：明确人-椅系统的坐标系；
5、步骤二：依据人-椅系统弹射出舱时的速度和姿态信息，在满足v≤v0且俯仰角|θ|≥60°、-180°≤γ≤180°下，采取单俯仰姿态控制策略；
6、步骤三：判断速度v≤v预设和h≤h预设，若满足完成分离射伞；否则，继续步骤三。
7、优选的，步骤二的具体策略为：座椅弹射启动时，控制器查询当前的速度v、高度h和姿态，若满足h≤h0、v≤v0、俯仰角|θ|≥60°、-180°≤γ≤180°，则执行复杂姿态控制策略；座椅出舱后，若θ≥60°，则低头火箭先工作；姿态调整到θ≤θ1时，若满足ωz≤ωz0，抬头火箭工作，否则抬头火箭不工作；θ≤-60°，则抬头火箭工作，姿态调整到θ≥θ1时，若满足ωz≥ωz1低头火箭工作，否则低头火箭不工作。
8、优选的，俯仰角θ0、θ1取-10°～40°任意值。
9、优选的，俯仰角速度ωz0取-500°～0°任意值。
10、优选的，俯仰角速度ωz1取100°～500°任意值。
11、优选的，速度v0取100km/h～600km/h任意值。
12、优选的，步骤一中人-椅系统的坐标系oxyz的坐标原点o位于人-椅系统质心，ox轴指向飞机航向，oy轴在人-椅系统纵向对称面内指向上，oz轴按右手定则指向人-椅系统右侧。
13、优选的，座椅具备实时感受或解算人-椅系统三向姿态角、三向角速度、速度v和高度h的能力、配装有内嵌控制策略控制器且具备俯仰姿态调节能力。
14、本专利技术主要优点是：该方法弥补了国内的弹射座椅在低速、大俯仰角工况下弹射救生控制的空白，使座椅能够实现大俯仰工况下的安全救生，提高弹射座椅在低空、低速、不利姿态情况下的安全救生性能。
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1.一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：步骤二的具体策略为：座椅弹射启动时，控制器查询当前的速度V、高度H和姿态，若满足H≤H0、V≤V0、俯仰角|θ|≥60°、-180°≤γ≤180°，则执行复杂姿态控制策略；座椅出舱后，若θ≥60°，则低头火箭先工作；姿态调整到θ≤θ1时，若满足ωz≤ωz0，抬头火箭工作，否则抬头火箭不工作；θ≤-60°，则抬头火箭工作，姿态调整到θ≥θ1时，若满足ωz≥ωz1低头火箭工作，否则低头火箭不工作。
3.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：俯仰角θ0、θ1取-10°～40°任意值。
4.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：俯仰角速度ωz0取-500°～0°任意值。
5.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：俯仰角速度ωz1取100°～500°任意值。
6.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：速度V0取100km
7.如权利要求1所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：步骤一中人-椅系统的坐标系OXYZ的坐标原点O位于人-椅系统质心，OX轴指向飞机航向，OY轴在人-椅系统纵向对称面内指向上，OZ轴按右手定则指向人-椅系统右侧。
8.如权利要求1所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：座椅具备实时感受或解算人-椅系统三向姿态角、三向角速度、速度V和高度H的能力、配装有内嵌控制策略控制器且具备俯仰姿态调节能力。
...【技术特征摘要】
1.一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：步骤二的具体策略为：座椅弹射启动时，控制器查询当前的速度v、高度h和姿态，若满足h≤h0、v≤v0、俯仰角|θ|≥60°、-180°≤γ≤180°，则执行复杂姿态控制策略；座椅出舱后，若θ≥60°，则低头火箭先工作；姿态调整到θ≤θ1时，若满足ωz≤ωz0，抬头火箭工作，否则抬头火箭不工作；θ≤-60°，则抬头火箭工作，姿态调整到θ≥θ1时，若满足ωz≥ωz1低头火箭工作，否则低头火箭不工作。
3.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：俯仰角θ0、θ1取-10°～40°任意值。
4.如权利要求2所述的一种复杂姿态下的安全救生方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆志杰，杨威，王希尧，张瑞芯，
申请(专利权)人：航宇救生装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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