低空风切变系统建模及其对直升机飞行安全威胁定性分析

发布时间：2021-10-19 08:51

　　系统地建立了含湍流的三维低空风切变模型,并综合分析了其对直升机飞行安全的威胁。建立了微下击暴流风场及大气湍流场组合的风切变模型,在不增加计算量的前提下,选取特征点发展直升机飞行动力学模型,有效捕捉了风切变的切变特性,提高了在风场中的动态响应计算精度。模型配备姿态保持功能的控制增稳系统已符合一般直升机的飞行状态,并改善机体响应。根据风速分布的特点,选取不同飞行速度、不同风场位置进行飞行仿真,定性地对比分析状态量变化与风场对应关系,并且以垂向通道为例,从动力学角度分析验证了响应的理论计算表达式。结果表明:湍流主要导致高频姿态角响应,风切变对飞行状态量变化占主导作用,且垂向风是引起威胁的主要因素,据此提出危险风场规避建议。 

【文章来源】：航空学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

涡环法建模示意图

涡核示意图

涡环中心截面处水平风及垂向风相比风场侧面，风速最大、风切变强度最强，图3为随高度h变化的水平风与垂向风的分布图。由图可得，从上至下，垂向风强度逐渐较小，水平风强度逐渐增大，符合风场变化规律。接着分析侧向风的变化趋势。图4为300m高度处，侧向位置y取0～1 800m时的侧向风风速剖面分布。由图可得，中心截面处的侧向风速度为0m/s，在y=900m处侧向风速度最大，速度变化范围为0～10m/s。

【参考文献】：
期刊论文
[1]适用于直升机飞行力学分析的三维空间大气紊流模型[J]. 吉洪蕾,陈仁良,李攀.  航空学报. 2014(07)
[2]风切变场中直升机前飞状态动态响应[J]. 洪冠新,庞健.  北京航空航天大学学报. 2005(05)
[3]低空风切变中直升机纵向运动特性分析[J]. 赵维义,傅百先,丁文勇,刘航.  飞行力学. 2002(01)
[4]直升机三轴增稳改善风切变作用下的飞行品质[J]. 黄子安,韩智修,朱家祯.  南京航空航天大学学报. 1996(03)

博士论文
[1]复杂大气扰动下大型飞机飞行实时仿真建模研究[D]. 高振兴.南京航空航天大学 2009

硕士论文
[1]风切变对直升机飞行特性的影响[D]. 高华.南京航空航天大学 2009



本文编号：3444550