直升机舰面起降驾驶员操纵负荷的影响因素及作用机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11902052
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    吉洪蕾
  • 依托单位：
    重庆大学
  • 学科分类：
    A0705.飞行器和载运系统动力学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Ship-Helicopter Operating Limits (SHOL) offers a guarantee for the safety of shipborne helicopters and the operating pilots. A high-accuracy calculation method of the SHOL can significantly reduce the cost and risk of helicopter/ship dynamic interface tests over the sea. However, the state-of-the art theoretical methods can not predict the SHOL accurately. It is mainly because that the influencing factors and mechanism of the pilot workload during helicopter shipboard operations are not fully understood yet. This project takes the pilot workload during helicopter shipboard operations as the research object. The helicopter flight dynamics model integrated with the two-way coupled rotor/ship wakes will be established. A method for the simulation of the pilot/helicopter/wakes synergistic motions will be developed. The high-efficient integration method between the two-way coupled rotor/ship wakes and helicopter flight dynamics model, the dynamic interaction between the coupled rotor/ship wakes and helicopter motions, as well as the influence and variation of multi factors on the pilot/helicopter/wakes synergistic motions during helicopter shipboard operations will be investigated. The mechanism of the two-way coupled rotor/ship wakes on the pilot workload during helicopter shipboard operations will be clarified. The effect and variation of the coupled multi factors will be uncovered. The contributions of this project are to provide the theoretical and technical support for the calculation of SHOL, and ultimately to achieve the goal of ensuring the safety of shipborne helicopters and improve the mission effectiveness.
风限图是舰载直升机起降和驾驶员生命安全的重要保障，采用理论方法计算风限图能够显著降低机•舰配合海试的费用和发生高危事故的可能性。现有方法无法准确计算风限图，主要原因在于舰面起降驾驶员操纵负荷的影响因素及作用机理尚不完全清楚。本项目以驾驶员操纵负荷为研究对象，以集成旋翼•舰船耦合尾流的直升机飞行动力学模型为核心，以舰面起降的人•机•尾流协同响应模拟为基础，深入研究旋翼•舰船耦合尾流与飞行动力学集成建模的高效协调方法、旋翼•舰船耦合尾流与直升机运动的动态耦合机制、多种因素对舰面起降人•机•尾流协同响应的影响及变化规律等关键科学问题，阐明旋翼•舰船耦合尾流对舰面起降驾驶员操纵负荷的作用机理，揭示多种因素及其耦合的影响及变化规律，为直升机舰面起降的高置信度风限图计算提供理论和技术支撑，最终达到全面提升舰载直升机起降安全和任务效能的目的。

结项摘要

项目研究了直升机舰面起降驾驶员操纵负荷的影响因素及作用机理。.在集成舰面非定常气流场的直升机飞行动力学模型方面，发展了舰面非定常气流场数值模拟方法，采用本征正交分解方法解决了舰面非定常气流场与直升机飞行动力学模型的高精度高效率集成问题，建立了集成舰面非定常气流场的直升机飞行动力学模型，通过与国外风洞试验和飞行试验数据对比验证了舰面气流场数值模拟方法和直升机飞行动力学模型。.在直升机舰面起降的人/机/尾流协同响应模拟及操纵负荷评估方法方面，建立了基于Tau理论的驾驶员制导模型，发展了基于结构驾驶员模型的直升机舰面起降控制模型，与集成舰面气流场的飞行动力学模型融合，形成了直升机舰面起降的人/机/尾流协同响应模拟方法，与飞行试验数据对比验证模拟方法；进一步发展了基于驾驶员操纵时间历程的操纵负荷评估准则，分析了舰面随机紊流对驾驶员操纵负荷的影响。.在直升机舰面起降驾驶员操纵负荷的影响因素及作用机理方面，基于驾驶员模型在环的直升机舰面起降飞行仿真，分析了舰面非定常气流场时空变化特性对直升机舰面起降驾驶员操纵负荷的作用机理，进一步探索了驾驶员操纵、直升机动力学特性、舰面起降点位置等因素及其耦合对直升机舰面起降安全的影响及变化规律，绘制了直升机舰面起降风限图。.基于项目研究编制了直升机舰面起降的飞行动力学模型计算机程序，发展了基于驾驶员模型的直升机舰面起降操纵负荷数值模拟及分析方法，分析了舰面非定常气流场、驾驶员操纵、直升机动力学特性、舰面起降点位置等多种因素对直升机舰面起降安全的作用机理及影响规律。项目研究成果发展了直升机舰面起降安全及驾驶员操纵行为研究的基础理论，可用于直升机舰面起降的安全风限图估算、飞行控制律设计、飞行仿真等方面。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Pilot workload investigation for rotorcraft operation in low-altitude atmospheric turbulence
旋翼机低空大气湍流运行飞行员工作量研究
  • DOI：
    10.1016/j.ast.2021.106567
  • 发表时间：
    2021-04
  • 期刊：
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Honglei Ji;Renliang Chen;Linghai Lu;Mark D. White
  • 通讯作者：
    Mark D. White
适于直升机飞行仿真的高原大气紊流模型
  • DOI：
    10.7527/s1000-6893.2021.26564
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    航空学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吉洪蕾;苏俊杰;陈仁良;孔卫红
  • 通讯作者：
    孔卫红
Reply by the Authors to P. J. Sherman
作者对 P. J. Sherman 的回复
  • DOI：
    10.2514/1.c036264
  • 发表时间：
    2021-02
  • 期刊：
    Journal of Aircraft
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Honglei Ji;Renliang Chen;Pan Li
  • 通讯作者：
    Pan Li
Advanced pilot modeling for prediction of rotorcraft handling qualities in turbulent wind
用于预测旋翼机在湍流风中操纵质量的高级飞行员建模
  • DOI：
    10.1016/j.ast.2022.107501
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Honglei Ji;Linghai Lu;Mark D. White;Renliang Chen
  • 通讯作者：
    Renliang Chen
Moving Spatial Turbulence Model for High-Fidelity Rotorcraft Maneuvering Simulation
用于高保真旋翼机操纵仿真的移动空间湍流模型
  • DOI：
    10.3390/math10122093
  • 发表时间：
    2022-06
  • 期刊：
    Mathematics
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Honglei Ji;Linghai Lu;Renliang Chen
  • 通讯作者：
    Renliang Chen

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其他文献

耦合POD重构舰面流场的直升机舰面起降数值模拟
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    航空学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吉洪蕾;陈仁良;李攀
  • 通讯作者：
    李攀
用于直升机在大气紊流中的旋翼状态反馈控制
  • DOI：
    10.7527/s1000-6893.2016.0242
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    航空学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    吉洪蕾;陈仁良;李攀
  • 通讯作者：
    李攀

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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