与陆基飞机着陆相比而言,舰载机着舰的难度、复杂性和危险性要大得多。为使高速飞行的舰载机能在跑道长度有限的舰船飞行甲板上顺利着舰,各国海军均采用了舰载机着舰阻拦装置。美国海军的MK7型阻拦系统已经有了很多年的使用经验,理论以及工程应用都很成熟,且能查阅到一些相关的资料。在国内,虽然在舰载机着舰、阻拦系统相关问题方面已有一些论文发表,但对舰载机着舰阻拦全过程进行总体数学建模及仿真的还不是很多。本文以美国MK7 Mod3型阻拦系统为研究对象,首先结合系统原理图对阻拦系统的工作原理进行了阐述,然后对阻拦系统的各主要组成结构(阻拦机系统、钢索系统、滑轮缓冲系统、钢索末端缓冲系统、定长冲跑控制系统、复位系统、油液冷却系统)进行了较详细的描述,列举出了阻拦系统主要的设计参数,在此基础上详细分析并建立了阻拦系统各结构的数学模型以及系统的总模型,得出系统的状态方程,并根据状态方程对系统的特性进行了一定的分析。本文利用机械液压专业仿真软件AMESim对阻拦系统进行仿真,建立了阻拦系统总体仿真模型,得出系统的主要性能曲线,分析了阻拦过程中整套系统的工作状态。然后对影响系统的几个重要因素(飞机重量、飞机速度、重量选择器、滑轮缓冲)进行了仿真研究,得出了体现系统性能的主要曲线,并将曲线进行对比分析,以此验证该因素对系统的影响。舰载机着舰阻拦过程或多或少存在偏心偏航的情况,这就要求阻拦系统要有纠偏能力,否则将可能造成不可估量的后果。本文对偏心偏航状态下的舰载机以及阻拦系统进行了数学建模,并利用AMESim与Simulink的联合仿真技术对偏心偏航阻拦的情况进行了仿真分析,仿真曲线表明该阻拦系统具备一定的纠偏能力。MK7 Mod3型阻拦系统采用的是纯机械反馈结构来实现舰载机的定长冲跑要求,本文对此提出该进,采用电液比例阀作为控制元件,利用非线性系统的反馈线性化设计,实现系统的控制策略的改进。