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设计题目: 飞机的降落曲线 在研究飞机的自动着陆系统时,技术人员需要分析飞机的降落曲线.根据经验,一架水平飞行的飞机,其降落曲线是一条三次抛物线,已知飞机的飞行高度为h,飞 机的着陆点为原点O,且在整个降落过程中,飞机的水平速度始终保持为常数u,出于安全考虑,飞机垂直加速度的最大绝对值不得超过 ,此处g是重力加速度。 (1)若飞机从 处开始下降,试确定出飞机的降落曲线。 (2)求开始下降点 所能允许的最小值。 参数:u=540千米/小时 h=1100 =15000米 u h O x 设计任务: 1. 作出飞机在点 =15000时从高h=1100米开始降落的曲线 2. 求出飞机能够安全降落时水平距离 所能允许的最小值 设计要求: 1 必须采用数学分析中所介绍的知识; 2 学会对一个实际问题进行分析处理,建立相应的模型。 设计步骤: 设计任务1: 1.初始假定 飞机开始降落时,距离落点的水平距离为l(km),机高为h(m)(机场的地面高度取作0)。 飞机开始降落和着陆时,都保持水平飞行姿态。 2.建立数学表达式 可以用不同的函数来模拟飞机的降落曲线。由于有4个隐藏的假定条件,因此我采用三次抛物线(方程假设如下)来模拟飞机的降落曲线,则由上面的初始假定,可以得到4个蕴涵的初始条件,如下: ㈠:在整个降落过程中,飞机的水平速度保持不变; ㈡:f(0)=0,f'(0)=0; ㈢:f(l)=h,f'(l)=0; ㈣:在竖直方向的加速度的绝对值不能超过一个常数K=g/10(K远小于重力加速度)。 假设飞机降落曲线的三次抛物线方程为: 根据上述㈡㈢所得到的已知条件求出方程中的四个待定系数a,b,c,d,即在Mathmatica运行环境下输入如下公式: 输入:f = a*x^3 + b*x^2 + c*x + d D[f, x] 输出: 即为f(x) 即为f’(x) 输入: 运行后得到如下解: 把上述解代入f(x),则运算后即可得到f(x)的表达式如下......
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