飞机俯仰敏捷性的数字仿真与模拟试验

借鉴国外研究飞机俯仰敏捷性机动的经验，选用了俯仰敏捷性评价尺度，确定了数字仿真用的数学模型以及操纵规律，具体计算某机在常规空战飞行高度和速度范围内的俯仰敏捷性，包括加到最大过载所需的时间和卸到零过载所需的时间，最大正过载变化率和最大负过载变化率及最大上仰和下俯机动范围内的俯仰角速率。最后在地面固基模拟器上进行俯仰敏捷性机动模拟试验，试验结果与数字仿真结果基本一致。     

俯仰敏捷性评估与影响因素研究

建立了现代高机动性能战斗机俯仰敏捷性仿真计算数学模型和机动飞行时的操纵动作，以Ｆ－１６战斗机为例，计算并讨论了初始飞行状态以及飞行控制系统参数对战斗机俯仰敏捷性的影响。结果表明，选择适当的飞行状态，有利于更好地发挥飞机的俯仰敏捷性；降低飞机整体系统的阻尼，将有利于提高飞机的俯仰敏捷性；控制系统有关参数的设计，除考虑飞行品质要求外，还需综合考虑飞机敏捷性等方面的要求。     

关于飞机瞬时敏捷性尺度的计算

简单介绍了飞机的瞬时敏捷性尺度，即轴向敏捷性，俯仰敏性和横向敏捷性尺度，并对Ｆ－１６飞机的瞬时敏捷性尺度进行了计算，计算结果表明，敏捷性与飞机控制系统设计密切相关，因此，飞机设计时应就敏捷性，飞行品质和控制律设计这三方面进行折衷。     

民用飞机控制律对俯仰机动平尾载荷影响分析

针对中国民用航空规章第25部25.331(c)条规定的两种俯仰机动情况（非校验机动和校验机动）,本文首先对两种俯仰机动条款进行理解,然后对比分析了中国民用航空规章第25部与欧洲的适航认证规范对校验机动情况存在的差异,最后对两种俯仰机动考虑控制律前后分别进行机动仿真计算,进而对飞机响应及平尾载荷计算结果进行对比分析。 计算分析结果表明：1）考虑控制律后,飞机舵面偏度变化较大,进而导致整个机动过程中飞机响应姿态以及最后的机动载荷变化较大;2）对于急剧移动操作器件的非校验机动,考虑控制律后飞机的响应姿态有所缓减,最后导致平尾载荷有所降低;3）对于相对缓慢移动操作器件的校验机动,考虑控制律后飞机的响应更为剧烈,最后导致平尾载荷有所增加。     

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法,采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes （URANS）方程,首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算,验证了方法的精度和可靠性,然后对同向旋转（CO）、对转-内侧上洗（CNIU）和对转-外侧上洗（CNOU）3种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟,分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型,在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降;在小迎角下,CO构型左侧平尾的效率几乎丧失,但右侧平尾却具有良好的效率;CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同;3个构型中,CNOU构型的俯仰力矩特性最差,CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。     

某型尾吊高平尾飞机失速特性试飞方法研究

某型尾吊高平尾飞机通过安装失速保护系统改善失速特性,满足了适航条例的要求。介绍了失速保护系统的设计,从保障试飞安全的失速试飞准备工作、失速保护系统研制试飞与失速特性验证试飞三个方面研究了安装失速保护系统飞机的失速试飞方法。     

扑翼非定常运动对平尾影响及俯仰力矩特性研究

为了研究微型扑翼飞行器尾流对其平尾设计、飞行器稳定性以及飞行控制的影响,选取微型扑翼飞行器ASN-211为原模型,采用将其简化为二维的前后串列翼模型进行具体计算和分析。首先以Fluent动网格技术为背景,在用户自定义函数控制扑翼的非定常运动条件下进行不可压、非定常二维流动的计算,并研究在扑翼非定常运动条件下的模型的俯仰力矩特性。然后通过计算不同来流攻角、扑翼扑动频率、扑翼与平尾间距以及不同力矩中心下扑翼、平尾及总的力矩系数,讨论各个参数对力矩特性的影响。最后得出不同的扑翼扑动频率以及扑翼与平尾间距将会对平尾与扑翼的俯仰力矩间的相位差产生影响,所得结论为扑翼飞机的重心布置设计提供参考。     

平尾积冰对飞机纵向气动参数的影响

建立飞机纵向动力学模型,基于最大似然参数估计原理,设计用于辨识飞机纵向气动参数的辨识系统,并对辨识系统的正确性和精确度进行了验证.以DHC-6飞机飞行试验数据为依据,对未积冰飞机和两种平尾积冰冰型的飞机进行纵向气动参数辨识,通过对比3种情况下飞机纵向气动参数的辨识结果,定量分析了平尾积冰对飞机纵向气动参数的影响.结果表明:平尾积冰将导致飞机纵向气动特性恶化,俯仰阻尼可减小15％,升降舵效率可降低20％,对飞行稳定性、操纵性以及飞行安全构成一定的威胁.     

翼型特性对飞机性能的影响

尽管飞机翼型和飞机设计的手段都在不断地提高，然而，仍然很少有使一个合适的翼型与一个特定的飞机配套的指导性东西。本文论述的是使一个翼型与飞机配套的两种方法：使用飞机性能模拟法来研究翼型变化的影响并指导翼型的设计，分析方法：对测量和定位翼型低阻区提供指导的公式。分析研究表明当该翼型适宜于飞机作最大平飞速度飞行时，翼型低阻区下角的升力系数会有一个理想值。而且，当该翼型适合于飞机最大航程时，低阻区上角的升力系数会有一个理想值。而且，当该翼型适合于飞机最大航程时，低阻区上角的升力系数会有一个理想值，这些理想的定位点均为翼型上下表面的层流量函数，并依据飞机的几何外形，阻力以及动力特性而定，对选用下一代理想航空飞机的两种方法的比较结果表明用分析法推导出来的公式具有充分依据。     

平尾上反角和静升力对T尾颤振的影响

T尾颤振分析在计算非定常气动力时要计及平尾上反角和静升力等参数的影响。基于片条理论计算由静升力引起的附加非定常气动力，将其引入到用MSC／NASTRAN常规T尾颤振计算得到的广义气动力当中，再用PK法求解T尾颤振，从而建立T尾的颤振工程计算方法。     

放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益分析方法

 从飞机配平角度出发,讨论了飞机的平尾面积和重心后移量对飞机纵向气动导数的单一和综合影响,推导出了平尾面积与重心后移量之间的数学关系,提出了一种新的分析和计算相结合的方法来快速分析放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益,并应用该方法分析了放宽伊尔-76飞机纵向静稳定度的平尾面积-收益。     

飞机平尾着陆滑跑动态性能分析

飞机着陆滑跑过程中,平尾结构将受到较大的冲击作用和振动激励。为预判结构局部危险部位,给结构强度设计提供参考,需对平尾着陆滑跑过程中的动态性能进行分析。创新性地考虑了飞机滑跑速度和气动力的变化,为有限元计算提供可靠的外载输入,并合理设置约束条件,建立半机体有限元模型,降低计算规模。最后提取平尾各站位处的载荷响应峰值,作出动响应包线,预判结构局部危险部位,如平尾根部,为结构强度设计提供参考。     

平尾模拟件的工艺研究

水平尾翼是保证飞机纵向平衡、俯仰安定性和操纵性的重要部件。在进行飞机系统功能考核试验的时候，为确保飞机飞行的安全、可靠，采用平尾模拟件代替水平尾翼。因此，平尾模拟件的工艺研究就显得极其重要。本文介绍了平尾模拟件的加工前准备、零件的加工、平尾模拟件的装配和平尾模拟件在铁鸟试验台上的安装4个过程，并从模拟件选材、加工工艺、装配工艺等多渠道进行了研究，为飞机各系统的试验考核提供了高质量、低成本的模拟件。     

某型飞机平尾前缘抗鸟撞优化设计

进行了某型飞机部分平尾前缘结构的抗鸟撞优化设计。通过有限元分析对比研究了蒙皮厚度、翼肋个数、隔板对平尾前缘抗鸟撞性能的影响。从分析结果可以看出,增加隔板的方案对结构抗鸟撞性能的提高最明显。然后,进行了增加隔板的平尾前缘结构鸟撞试验,试验结果与模拟结果吻合良好,满足结构的抗鸟撞要求。     

飞机尾翼压力中心位置的计算

目前,我国飞机尾翼压力中心计算所参考的规范和方法主要有FQG(S)《飞机强度设计规范》(1975年版)和《尾翼强度设计指南》,选取不同的规范和方法计算得到的尾翼压力中心位置不同,所得到的尾翼载荷大小也有所区别.为了和飞机设计规范中的估算方法进行对比分析和讨论,介绍了一种基于全机压力分布数值计算(以下简称CFD计算)的飞...     

微型扑翼飞行器非定常运动对平尾的影响

以西北工业大学自行研制的微型扑翼飞行器ASN211为研究对象,利用其简化的二维扑翼及平尾串列翼模型进行了非定常数值模拟,分析了扑翼俯仰运动及沉浮运动对平尾气动性能的影响。在数值模拟模块中,模型的俯仰运动及沉浮运动由动网格技术实现。通过计算流体力学(CFD)软件Fluent对此非定常流场进行数值计算,重点研究了扑翼非定常运动尾流对平尾气动效率的影响。定常状态与非定常时均条件下平尾升力曲线的对比分析表明,扑翼的非定常运动能够增大平尾的失速迎角及最大升力系数,因而使平尾的失速特性得到改善。     

战斗机瞬态敏捷性试飞技术研究

对飞机瞬态敏捷性尺度作了介绍和分析.在此基础上,对敏捷性尺度的试飞技术进行了研究,并提出了在敏捷性试飞过程中的注意事项、驾驶技术及计算方法,为以后的飞机敏捷性试飞提供了参考.     

三翼面飞机前翼和平尾机动载荷优化配置

对三翼面飞机两种典型机动状态下的飞行载荷进行了分析,提出了一种适合三翼面飞机机动载荷优化配置的方法。讨论平尾升降舵与前翼操纵面之间的协调偏转率变化以及飞行动压变化,对配平参数、铰链力矩和载荷分布的影响。指出协调偏转率变化会引起平尾升降舵和前翼操纵面的配平角度、铰链力矩以及平尾和前翼载荷分布的显著改变,在设计时应该对协调偏转率加以选择,从而对平尾和前翼的载荷进行综合优化配置。     

高平尾布局飞机深失速特性及失速改出伞数值计算与分析

ARJ21飞机是我国自行研制的具有典型T尾布局特点的先进支线飞机。失速和失速特性试飞是ARJ21飞机适航取证试飞最重要的试飞项目之一。高平尾(T尾)布局飞机可能存在深失速运动模态,给飞机的失速特性试飞带来安全风险。本文首先分析了高平尾(T尾)布局飞机的空气动力学特点,剖析了"深失速"现象的产生原因,并在此基础上以ARJ21飞机为算例,结合具体的风洞实验数据库,应用工程估算的方法对动导数进行了补充完善,其次建立了适合预测飞机失速和深失速运动方程的空气动力学模型,并对飞机的运动特性特别是深失速特性进行了仿真计算,计算结果与实际试飞结果取得了较好的一致性;最后选择深失速状态作为失速改出伞设计的临界状态,建立失速改出伞的数学模型,对失速改出伞改出深失速的动态过程进行了仿真计算,验证了失速改出伞改出深失速的设计参数,为失速改出伞的研制提供了参考依据。     

某型飞机平尾间隙研究和改进

分析某型飞机平尾安装和使用过程中间隙问题产生的原因,探讨影响锥形衬套与平尾转轴、大轴承内圈之间间隙的因素,从理论上对平尾转轴的受力状况和安装间隙之间的关系进行了研究,找出现有飞机存在的问题并进行排故和处理,为后续飞机提出设计改进措施。