先进战斗机过失速机动模型飞行试验技术 被引量：8

1

作者 何开锋 刘刚 +3 位作者 毛仲君 汪清 贾涛 章胜 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期9-20,共12页

具有过失速机动能力的战斗机在近距空战中能够取得快速占位、先敌瞄准、有效规避攻击的战术优势,是先进战斗机的标志性性能要求。模型飞行试验技术作为空气动力学研究三大手段之一,在解决飞行器技术难题、实现技术创新方面发挥了重要作... 具有过失速机动能力的战斗机在近距空战中能够取得快速占位、先敌瞄准、有效规避攻击的战术优势,是先进战斗机的标志性性能要求。模型飞行试验技术作为空气动力学研究三大手段之一,在解决飞行器技术难题、实现技术创新方面发挥了重要作用。本文介绍了中国空气动力研究与发展中心利用带动力自主控制模型飞行试验平台发展的过失速机动模型飞行试验技术,以及开展的先进战斗机构型典型过失速机动模型飞行试验,分述了在大迎角非定常气动建模、宽量程气流系参数测量、大迎角非线性控制、推力矢量控制、大迎角非定常气动参数辨识方面的研究工作与解决这些关键问题的技术途径。通过此项研究,在国内首次实现了先进战斗机构型缩比模型典型过失速机动飞行,相关研究成果可为先进战斗机实现过失速机动飞行能力提供有力的技术支撑。 展开更多

关键词 过失速机动 模型飞行试验 非定常气动力建模 非线性控制 推力矢量 气动参数辨识

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持续载荷飞行模拟器过失速机动过载模拟 被引量：10

2

作者 潘文俊 王立新 谭详升 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期635-638,共4页

对新型的持续载荷飞行模拟器(SGFS,Sustained G-load Flight Simulator)模拟过失速机动过载的方法进行了研究.针对过失速机动中飞机角运动剧烈的特点,推导了考虑飞机转动带来的附加过载的飞机飞行员过载计算公式.在SGFS过载模拟数学模... 对新型的持续载荷飞行模拟器(SGFS,Sustained G-load Flight Simulator)模拟过失速机动过载的方法进行了研究.针对过失速机动中飞机角运动剧烈的特点,推导了考虑飞机转动带来的附加过载的飞机飞行员过载计算公式.在SGFS过载模拟数学模型中应用此公式,以典型的过失速机动动作.Herbst机动为例,对机动时的飞行员过载进行了仿真研究.仿真中SGFS能够较精确地跟踪输入的飞行员三轴过载指令,最大误差小于0.2g.研究结果表明:过失速机动时飞机转动引起的附加过载不可忽略,同时也表明SGFS可较好地用于对过失速机动飞行员过载的模拟. 展开更多

关键词 离心机 加速度 飞行模拟器 持续载荷飞行模拟器 过失速机动 Herbst机动

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动态面过失速机动飞行控制律的设计 被引量：6

3

作者 刘树光 孙秀霞 董文瀚 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期2210-2213,2251,共5页

提出了一种基于B-spline网络和动态面控制方法的过失速机动飞行控制律设计方法。针对飞机气动力和力矩的非线性和不确定性,引入具有学习和记忆功能的B-spline网络,自适应逼近飞机的气动力和力矩,加快参数收敛速度,改善系统的过渡过程性... 提出了一种基于B-spline网络和动态面控制方法的过失速机动飞行控制律设计方法。针对飞机气动力和力矩的非线性和不确定性,引入具有学习和记忆功能的B-spline网络,自适应逼近飞机的气动力和力矩,加快参数收敛速度,改善系统的过渡过程性能。动态面飞行控制律消除了Backstepping设计方法中由于对虚拟控制反复求导而导致的复杂性问题。基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的所有信号半全局一致毕竟有界,并且通过适当选择设计参数,跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内。大迎角过失速机动飞行的数值仿真验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 飞行控制 动态面控制 B-spline网络 过失速机动

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面向过失速机动的风洞动态试验相似准则探讨 被引量：10

4

作者 耿玺 史志伟 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期41-45,共5页

为进行更加准确的风洞试验,讨论了针对过失速机动的风洞动态试验的相似准则问题。从六自由度运动方程推导出了进行动态风洞试验需要满足的运动相似参数;从N-S方程中得到满足流动相似的相似参数。针对不同类型的风洞动态试验,提出了具体... 为进行更加准确的风洞试验,讨论了针对过失速机动的风洞动态试验的相似准则问题。从六自由度运动方程推导出了进行动态风洞试验需要满足的运动相似参数;从N-S方程中得到满足流动相似的相似参数。针对不同类型的风洞动态试验,提出了具体对应的相似参数作为主要的模拟量。得到的结论可以为风洞动态试验参数选择提供参考。 展开更多

关键词 过失速机动 动态风洞试验 相似准则 相似参数

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过失速机动的优化 被引量：2

5

作者 胡孟权 李晓勇 张美忠 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2001年第4期1-3,共3页

基于飞机质点非线性动力学模型建立了过失速机动的优化模型 ,并进行了数值优化 ,其中用罚函数处理约束条件 ,用共轭梯度法寻优。计算结果表明 ,近距空战中 ,进入超大迎角并绕速度矢滚转有利于飞机快速改变航向 ,过失速机动中应注意能量... 基于飞机质点非线性动力学模型建立了过失速机动的优化模型 ,并进行了数值优化 ,其中用罚函数处理约束条件 ,用共轭梯度法寻优。计算结果表明 ,近距空战中 ,进入超大迎角并绕速度矢滚转有利于飞机快速改变航向 ,过失速机动中应注意能量耗散问题。 展开更多

关键词 过失速机动 罚函数 共轭梯度 近距空战 飞机 非线性动力学模型 能量耗散

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非定常自由来流对飞机过失速机动特性的影响研究 被引量：2

6

作者 史志伟 尹江辉 明晓 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期486-491,共6页

在南航非定常风洞内,对三角翼模型在定常和非定常自由来流中做俯仰运动的动态气动特性进行了实验研究。利用模糊逻辑建模方法,对实验获得的非定常气动力数据进行了建模,并将非定常气动力模型应用于过失速机动中70°迎角定直飞行的... 在南航非定常风洞内,对三角翼模型在定常和非定常自由来流中做俯仰运动的动态气动特性进行了实验研究。利用模糊逻辑建模方法,对实验获得的非定常气动力数据进行了建模,并将非定常气动力模型应用于过失速机动中70°迎角定直飞行的仿真计算,分析了含自由来流非定常变化影响的非定常气动力数据对过失速机动飞行特性产生的影响。研究表明,考虑自由来流非定常变化的非定常气动力对飞机飞行过程中运动参数的变化和控制律设计都产生较大影响。因此在新一代战斗机的设计、研制中,深入研究飞机的非定常气动特性是十分必要的。 展开更多

关键词 非定常自由来流 三角翼 俯仰运动 模糊逻辑建模 过失速机动

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飞机过失速机动仿真及对拦截弹跟踪的影响分析 被引量：2

7

作者 陈战辉 万小朋 姜军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期50-52,82,共4页

为了分析飞机过失速机动对拦截导弹带来的挑战,对飞机过失速机动进行了仿真,分析了过失速机动对导弹导引头跟踪的影响。指出"Herbst"机动运动参数变化剧烈,基于匀速直线运动假设来估计飞机位置和速度必将带来较大的误差;当弹... 为了分析飞机过失速机动对拦截导弹带来的挑战,对飞机过失速机动进行了仿真,分析了过失速机动对导弹导引头跟踪的影响。指出"Herbst"机动运动参数变化剧烈,基于匀速直线运动假设来估计飞机位置和速度必将带来较大的误差;当弹目相对距离较小且相对速度较大时,飞机做过失速机动运动,导引头容易丢失目标,通过导引头滤波算法的改进可提高导弹抗目标过失速机动的跟踪能力。 展开更多

关键词 过失速机动 仿真 拦截弹 跟踪

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先进战斗机过失速机动飞行航迹优化 被引量：1

8

作者 谢蓉 王新民 巩建英 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期641-645,共5页

过失速机动是先进战斗机的重要性能,飞行航迹优化是过失速机动中需要解决的关键问题。基于先进战斗机非线性动力学模型建立了过失速机动的优化模型;应用哈密顿函数构建了优化指标函数,并求解了相应的约束方程;提出了最速下降法和Newton... 过失速机动是先进战斗机的重要性能,飞行航迹优化是过失速机动中需要解决的关键问题。基于先进战斗机非线性动力学模型建立了过失速机动的优化模型;应用哈密顿函数构建了优化指标函数,并求解了相应的约束方程;提出了最速下降法和Newton法相结合的新算法对梯度下降法进行了改进,加快了寻优算法的收敛速度;选取了典型的Herbst机动具体分析了先进战斗机过失速机动的飞行航迹优化问题。最后,通过数字仿真验证了航迹优化算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 过失速机动 飞行航迹 优化 非线性模型 边界约束

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敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量控制新进展 被引量：4

9

作者 刘昶 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期72-80,共9页

综述并讨论了战斗机敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量研究进展和它们之间的内在联系。现今研究表明，积极开展敏捷性应用研究，探索敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量控制之间内在联系，建立合理的过失速机动模型和合适的... 综述并讨论了战斗机敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量研究进展和它们之间的内在联系。现今研究表明，积极开展敏捷性应用研究，探索敏捷性、过失速机动、飞行品质和推力矢量控制之间内在联系，建立合理的过失速机动模型和合适的过失速机动控制方法，仍是至今最为感兴趣的研究课题。使敏捷性和过失速机动要求贯穿于整个飞机设计过程，使飞机设计师在初始设计阶段就能考虑到敏捷性和过失速机动要求，是敏捷性和过失速机动理论研究极力追求的目标。 展开更多

关键词 飞行品质 敏捷性 过失速机动 推力矢量控制

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基于非线性规划方法的过失速机动轨迹优化 被引量：3

10

作者 陈永亮 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期746-751,共6页

发展了一种约束最优控制问题的处理方法,通过引入增广变量,将过程约束转化为终端约束。基于三自由度模型,以迎角、绕速度矢量滚转角和发动机油门系数为优化变量,针对相同的初始条件和两种不同的终端约束,应用文中的方法设计了某战斗机的... 发展了一种约束最优控制问题的处理方法,通过引入增广变量,将过程约束转化为终端约束。基于三自由度模型,以迎角、绕速度矢量滚转角和发动机油门系数为优化变量,针对相同的初始条件和两种不同的终端约束,应用文中的方法设计了某战斗机的Herbst机动轨迹,并进行了比较分析。结果表明,该方法快速有效,可以推广应用到机动动作库设计。 展开更多

关键词 最优控制 过失速机动 非线性规划 轨迹优化

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战斗机过失速机动与近距格斗空战 被引量：8

11

作者 曲东才 《航空兵器》 2000年第4期12-14,共3页

介绍了过失速机动的基本概念、内涵、提出和发展过程以及过失速机动的特点和判断准则,分析了在现代近距空战中运用过失速机动所取得的战术优势及可能存在的一些问题。

关键词 战斗机 近距空战 过失速机动

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战斗机过失速机动特征指标的量化评估

12

作者 张力 王立新 付泱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1053-1056,共4页

战斗机采用过失速机动动作能够有效地提高空战效能和生存能力.利用四元数法建立了带推力矢量的飞机大迎角全量运动方程,依据过失速机动的主要目的"改变机头指向",结合战斗机的机动性和敏捷性,分析了在过失速机动过程中主要运... 战斗机采用过失速机动动作能够有效地提高空战效能和生存能力.利用四元数法建立了带推力矢量的飞机大迎角全量运动方程,依据过失速机动的主要目的"改变机头指向",结合战斗机的机动性和敏捷性,分析了在过失速机动过程中主要运动参数的变化规律,提出了分析评估飞机过失速机动性能优劣的4个指标,即最大配平迎角、从平飞状态拉起到机动迎角和从机动迎角恢复至初始平飞状态的时间、在机动迎角下绕速度矢量滚转并截获90°倾斜角的时间和过失速空战周期,并针对这4个指标开展了相应的全量仿真和量化评估研究,结果表明提出的指标可对过失速机动动作做出有效评估. 展开更多

关键词 过失速机动 推力矢量 四元数 机头指向

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改进动态面控制方法及其在过失速机动中的应用 被引量：4

13

作者 章胜 汪清 +1 位作者 何开锋 邵元培 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期718-726,共9页

为提高模型飞行试验中飞机过失速机动控制品质,发展了一种考虑非定常气动力效应与舵回路作动器模型的改进动态面飞行控制律。针对一般仿射模型情形的控制律设计了流程:首先针对子系统推导动态面控制律,然后综合全系统并考虑控制约束导... 为提高模型飞行试验中飞机过失速机动控制品质,发展了一种考虑非定常气动力效应与舵回路作动器模型的改进动态面飞行控制律。针对一般仿射模型情形的控制律设计了流程:首先针对子系统推导动态面控制律,然后综合全系统并考虑控制约束导出滑模控制律,在一定的假设条件下,证明了闭环控制系统为输入-状态稳定。在应用提出的控制方法进行过失速机动控制律设计中,为准确预测飞机非定常气动力效应,利用过载测量量反解飞机气动力、采用微分方程模型计算飞机非定常力矩。由于综合了作动器动力学模型,控制律的控制效果受作动器带宽影响较小,可以有效消除由作动器动态响应引起的控制效果变差问题,同时控制律中对非定常气动力效应的有效预测也有利于过失速机动品质的改善。 展开更多

关键词 模型飞行试验 过失速机动 非定常气动力 动态面控制 骨模控制

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新气动布局飞机的过失速控制律设计 被引量：4

14

作者 张平 王东 陈宗基 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期23-26,共4页

提出了一种多操纵面新气动布局飞机的过失速控制律设计方法 .利用最小二乘拟合方法处理离散气动数据 ,得到连续六自由度非线性飞机方程 ;使用扩展线性化方法将飞机方程简化为工作点族上具有时变特征的线性系统形式 ;使用符号运算方法设... 提出了一种多操纵面新气动布局飞机的过失速控制律设计方法 .利用最小二乘拟合方法处理离散气动数据 ,得到连续六自由度非线性飞机方程 ;使用扩展线性化方法将飞机方程简化为工作点族上具有时变特征的线性系统形式 ;使用符号运算方法设计了系统闭环控制律和大攻角下的过失速控制律 .仿真实验表明 ,这种控制律用于现代飞机的过失速机动是有效的 . 展开更多

关键词 非线性控制系统 飞行控制系统 推力矢量控制 扩展线性化 过失速机动控制

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过失速非定常空气动力实验技术 被引量：2

15

作者 吴根兴 丁克勤 《气动实验与测量控制》 CSCD 1994年第4期67-72,共6页

本文介绍了南航３米低速风洞中用于模拟过失速飞行的电控液压动态实验台、数据采集和处理等问题。该实验台可以较真实地模拟过失速飞行时迎角的变化规律，迎角可在０°～９０°内任意变化。数据处理时要注意到由于来流风速的滞... 本文介绍了南航３米低速风洞中用于模拟过失速飞行的电控液压动态实验台、数据采集和处理等问题。该实验台可以较真实地模拟过失速飞行时迎角的变化规律，迎角可在０°～９０°内任意变化。数据处理时要注意到由于来流风速的滞后而产生的速度变化。 展开更多

关键词 空气动力学 风洞实验 过失速机动 非定常流动

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超机动飞行自抗扰控制律设计与仿真 被引量：12

16

作者 熊治国 孙秀霞 胡孟权 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2222-2226,共5页

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞... 提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞行条件下的强耦合、强非线性模型进行控制律设计,符合超机动飞行控制的非线性、模型摄动大、模型不精确等特点,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。 展开更多

关键词 过失速机动 飞行控制 自抗扰控制器 推力矢量控制 仿真

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超机动飞机的非线性飞行控制研究 被引量：14

17

作者 范子强 方振平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期404-407,共4页

介绍了应用非线性动态逆理论进行战斗机过失速机动条件下飞行控制律设计的具体过程 ,首先根据奇异摄动理论将受控状态变量分为快变量和慢变量两个层次 ,快变量为三个角速率 ,慢变量为迎角、侧滑角和速度滚转角 ,然后根据非线性动态逆理... 介绍了应用非线性动态逆理论进行战斗机过失速机动条件下飞行控制律设计的具体过程 ,首先根据奇异摄动理论将受控状态变量分为快变量和慢变量两个层次 ,快变量为三个角速率 ,慢变量为迎角、侧滑角和速度滚转角 ,然后根据非线性动态逆理论分别对内环和外环进行设计 ,其中外环控制器的输出作为内环控制器的输入指令 .最后对所设计的飞行控制律利用过失速机动仿真来加以验证 。 展开更多

关键词 战斗机 飞行控制系统 仿真 过失速机动

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基于飞行仿真的Herbst机动飞行员过载分析 被引量：2

18

作者 王亚伟 柳松杨 +1 位作者 都承斐 樊瑜波 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期346-350,共5页

目的利用飞行仿真获取Herbst机动中飞行员生理坐标系下的各方向过载,并对获得的典型数据进行分析。方法依据典型4代机设计参数,在CAD软件中建立飞机三维几何模型,通过飞行仿真获取机体质心6个关键运动参数,根据中国飞行员人体测量数据... 目的利用飞行仿真获取Herbst机动中飞行员生理坐标系下的各方向过载,并对获得的典型数据进行分析。方法依据典型4代机设计参数,在CAD软件中建立飞机三维几何模型,通过飞行仿真获取机体质心6个关键运动参数,根据中国飞行员人体测量数据建立人体三维几何模型;依据座舱和座椅在飞机中的位置建立飞机与人体装配模型;通过人机系统运动学分析获取机动飞行时人体不同部位的各方向过载,对3 km高度、90 m/s速度下开展的Herbst机动进行过载分析。结果人体胸部、足部和头部各方向过载基本一致,但手部与胸部Gy曲线相差很大,手部过载峰值约为1.6 g;在人体三向过载中+Gx峰值最大,约为3.0 g。结论使用机体质心过载曲线代替人体过载曲线会带来较大误差,在研究多轴向载荷对操控行为的影响时手部Gy过载曲线不能使用其他部位过载代替。 展开更多

关键词 过失速机动 多向过载 飞行员 飞行仿真

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超机动飞机的非线性控制与飞行员在环实时仿真 被引量：3

19

作者 朱恩 郭锁凤 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1995年第5期584-593,共10页

在空中格斗中，使用过失速机动可获得显著的战术优势，而飞机在大迎角和高角速率的情况下，其动力学具有强耦合性和非线性，本文讨论了应用非线性动态道进行超机动飞机飞行控制系统的设计。飞机的动力学可分成快慢两组变量，角速率是快... 在空中格斗中，使用过失速机动可获得显著的战术优势，而飞机在大迎角和高角速率的情况下，其动力学具有强耦合性和非线性，本文讨论了应用非线性动态道进行超机动飞机飞行控制系统的设计。飞机的动力学可分成快慢两组变量，角速率是快变量，姿态角是慢变量，对快变量进行非线性逆控制器的设计，以此来稳定纵向短周期运动，并通过气动舵面与推力矢量的融合，来改善大迎角范围内的侧向响应。对慢变量进行非线性逆控制器的设计可使飞行员控制飞机慢动力学，即迎角、侧滑角和速度矢量滚转角。本文还讨论了一个飞行员在环实时仿真系统的设计，该系统采用了多台计算机的结构，可用于非线性动态逆控制律的飞行员在环分析。 展开更多

关键词 过失速机动 非线性控制 实时仿真 计算机控制

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水平风洞模型自由飞试验技术研究现状及展望 被引量：15

20

作者 孙海生 岑飞 +1 位作者 聂博文 刘志涛 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期103-108,共6页

介绍国外水平风洞模型自由飞试验技术研究现状,阐述水平风洞模型自由飞试验平台的组成、作用与意义,重点展望该试验技术的应用前景。对试验平台中动力相似模型设计加工技术、动力模拟技术、舵机运动控制技术、模型姿态实时精确测量技术... 介绍国外水平风洞模型自由飞试验技术研究现状,阐述水平风洞模型自由飞试验平台的组成、作用与意义,重点展望该试验技术的应用前景。对试验平台中动力相似模型设计加工技术、动力模拟技术、舵机运动控制技术、模型姿态实时精确测量技术、飞行控制系统设计与集成技术等关键技术问题进行分析,对发展该试验技术具有指导作用。完善水平风洞模型自由飞试验技术,把传统风洞试验拓展到流动-飞行-控制一体化试验,有利于全面研究和充分挖掘飞行器的气动性能与控制性能,对新一代飞机器的发展、新概念新技术的工程应用将起到重要的推动作用。 展开更多

关键词 自由飞 风洞试验 飞行控制 系统辨识 过失速机动

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