极超音速飞行器控制器试验成功

当飞机飞行速度超过音速的时候，一个小小的操作失误都会导致机毁人亡。当一个新机型还处在实验阶段时，必须采用无人驾驶的方式，也就是说，操纵飞机的仅仅是一个电脑控制系统。


俄亥俄州立大学的工程师开发了一款新的控制软件，就可以自动适应变化的环境，从而实现飞机的无人驾驶。


美国政府几十年来一直致力于发展超音速交通工具。最新的超音速燃烧冲压喷射引擎（supersonic combustion ramjet，简称scramjet）有朝一日可以将人们带向太空，或者在1个小时的时间里环绕地球一周。


Lisa Fiorentini是俄亥俄州立大学电子与计算机工程专业的博士研究生，她说，美国航空航天局（NASA）最新研制成功的X-43极超音速飞机（X-43 hypersonic jet）整激励着相关控制系统的发展。


Fiorentini和该专业副教授Andrea Serrani正在与美国空军实验室（U.S. Air Force Research Laboratory ，简称ARFL）合作，在俄亥俄州的赖特-帕特森空军基地（Wright-Patterson Air Force Base in Ohio），开发一种新的控制系统。


在最近一期的《制导、控制欲动力学杂志》（Journal of Guidance, Control, and Dynamics）上，他们报道了模拟了新的控制系统在计算机飞行仿真模拟中的完美表现。


Fiorentini表示，这个控制系统不仅精确制导，让飞机沿着预定航线飞行，而且还让机身非常平稳。传感器能够测量出海拔、航速、加速度等参数，控制器再根据这些数据计算出是否要对飞行状态进行调整，使之平稳并保持航线。最后，激励器将执行控制器发出的指令，例如在需要减速时调节引擎供油等等。


“因为这些飞行器现在都是无人驾驶，因此我们必须提前准备好，在有可能出现的各种状况前做出处理。”Fiorentini说，“飞机的速度10倍于音速，你哪怕只是损失了一秒钟，后果也不堪设想。所以这个新控制器的工作速度必须非常快。”


是什么让俄亥俄州的控制系统脱颖而出呢？Serrani认为，这主要因为系统出色的灵活性，它能够适应飞行中各种各样变化的情况。