题目：大型飞机在风切变下的安全裕度研究

风切变严重影响大型飞机的飞行安全，风切变条件下发生了大量的飞行事故，因此研究风切变条件下飞机飞行的安全裕度影响具有重要意义。本文收集分析了以工程化模型为主的各种风切变模型，并从中选取适合于研究各向风梯度的风切变线性化模型，数值仿真了一维风切变模型，根据飞机实际穿越微下冲气流情况，仿真模拟了微下冲气流。建立了变化风场中的飞机全量运动方程，对选定的一维风切变模型进行了飞行仿真实验，得到相应的飞行响应曲线，通过对这些曲线的分析总结飞行性能特性。引入飞行安全裕度的研究方法和安全程度的评价方法，建立“驾驶员-飞机-风切变”闭环飞行仿真模型，研究了定常平飞和下滑飞行穿越微下冲气流的飞行特性，并对飞行的安全裕度进行了分析，对飞行安全程度进行了评价。研究结果表明：纵向风切变使空速不能恢复到配平空速，铅垂风切变造成不同于原始迎角的稳态迎角，侧风切变使侧滑角周期振荡最后趋于新的稳态侧滑角，并造成一定的横向位移。飞机穿越微下冲气流过程中，风扰动很有可能造成迎角过大，使飞机进入失速飞行状态，升降舵偏角和油门杆偏角留有的裕度减小，当飞机的飞行高度较低时，飞行轨迹变化对飞机的飞行安全具有较大的威胁。