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大迎角非定常气动力(?)模型及其应用研究

发布时间:2021-10-27 14:55
  本文针对新一代战斗机大迎角可控飞行的需要,针对角速度矢量引起的非定常气动力开展了大迎角非定常风洞实验、非定常气动特性和气动力建模、相应的大迎角侧向偏离预测分析、增稳控制律设计、飞行仿真以及大迎角尾旋特性等相关问题的研究。第一部分,首先开展了大迎角偏航-滚转耦合运动风洞实验研究。通过调整实验中偏航、滚转运动的振幅实现不同偏航-滚转耦合程度的运动,从而系统性地研究了偏航-滚转耦合效应对非定常气动特性的影响。比较了实验范围内频率和耦合比对偏航、滚转力矩阻尼特性的影响。对比了动导数模型计算值与实验值的区别。结果表明,常规动导数无法准确反映不同耦合运动中横航向气动力矩阻尼特性的变化。第二部分,在上述风洞实验数据的基础上,将角速度矢量产生的非定常气动力分解为角速度矢量的模和姿态变化引起的侧滑角变化率产生的非定常量两部分,建立了一种非定常气动力(?)模型。该模型可以较好地实现对运动频率的拓展。分别使用(?)模型和动导数模型对偏航-滚转耦合运动、旋转流场下叠加单自由度偏航/滚转运动、俯仰-滚转耦合运动以及俯仰-偏航耦合运动等不同运动中的横航向气动力进行计算并与风洞实验结果进行了比较。结果表明(?)模型... 

【文章来源】:南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】:132 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

大迎角非定常气动力(?)模型及其应用研究


Weissman组合判据发展过程

示意图,风洞,示意图,耦合运动


第二章 偏航-滚转耦合运动风洞实验由于飞机在大迎角飞行时,绕机身的气流流动存在分离和涡破裂等复杂现象,特别是在机动过程中,往往还伴随着绕多个轴转动的耦合运动,导致气动力呈现强烈的非线性、非迟滞特征。对于此类运动中非定常气动特性的研究,目前主要依赖风洞实验模拟。以往的实验通常只针对单自由度运动,并不能充分反映高机动动作过程中气动力的非定常耦合。本章设计了一种偏航-滚转耦合运动风洞实验方法,对实验结果进行了分析,研究了偏转耦合效应对横航向气动特性的影响。同时使用动导数模型计算了偏航-滚转耦合运动中航向气动力矩系数并与实验值进行了比较,讨论了动导数在大迎角区域的适用性。.1 实验设备、模型和方法.1.1 风洞本文开展的偏航-滚转耦合运动实验和常规静态实验均在南京航空航天大学 NH-2 风洞中。NH-2 风洞为封闭式低速回流风洞,其主要部件如图 2.1 所示。

照片,实验模型,照片,第三代战斗机


表 2.1(续)参数 数值进口截面积 7.18m2最大风速 90m/s最小稳定风速 5m/s平均气流偏角 α≤±0.1°; ≤±0.1°紊流度 ≤0.1 0.14%模型区速度场系数 μ≤0.5%型对象为一个具有典型第三代战斗机构型的实验模型。该模型为带进气道、单发单垂尾构型,如图 2.2 所示。该实验模型展长(b).244m2,平均气动弦长(cA)0.33m。

【参考文献】:
期刊论文
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[7]大迎角非定常气动力建模方法研究[J]. 孙海生,张海酉,刘志涛.  空气动力学学报. 2011(06)
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[10]非定常气动力的结构自适应神经网络建模方法[J]. 龚正,沈宏良.  飞行力学. 2007(04)

博士论文
[1]飞机大迎角非线性动力学特性分析与控制[D]. 陈永亮.南京航空航天大学 2007
[2]飞行器大振幅运动非定常空气动力特性研究[D]. 黄达.南京航空航天大学 2007

硕士论文
[1]某飞机非定常气动力建模方法研究[D]. 党冠华.南京航空航天大学 2016



本文编号:3461830

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