纵向大迎角飞行品质对参数的灵敏度分析

采用等效系统,频域,时域等多种飞行品质评价方法和准则。根据数据计算结果分析了放宽带稳定的电传操纵飞机从小迎角到失速前大迎角纵短周期飞行品质对于气动及惯性参数变化的灵敏度。结果表明,飞行品质对操纵导数及惯矩的变化最灵敏,对升力线斜率变化呈一定的灵敏度,而对其它参数变化则不太灵敏,灵敏度具有体量值测随角而不同。     

大迎角气动导数对飞机横船向飞行品质的影响

以第三代战斗机为例,采用等效系统方法,通过计算并讨论飞行品质指标滚转模态时间常数（Ｔｒ）,荷幸滚模态的阻尼比和频率及驾驶员座位处的加速度随气动导数的改变特征,研究在失束宛角前大迎角气动对具有现代控制系统的飞机横向飞行品质的影响。结果表明,气动导数Ｃｌδａ和ｌｐ主要影响Ｔｒ及ａｙｐ;Ｃｎδｒ,Ｃｎδｒ,Ｃｎｒ,Ｃｎβ及Ｃｙβ主要影响ξｎ或ωｎ;Ｃｌβ的影响相对较小。     

大迎角纵向短周期飞行品质计算

根据六种短周期飞行品质判据（ＣＡＰ或ω＾２,ｐ／（ｎ／ａ）,ζｓｐ,τθ,ω,ｐＴｏ２,ζｓｐ,τθ瞬时峰值比,上升时间,有效延迟,带宽和时间延迟,闭环Ｎｅａｌ－Ｓｍｉｔｈ准则;Ｇｉｂｓｏｎ时域响应准则）计算了某典型第三代战斗机在失速迎角前的纵向短周期飞行品质,并与国外有关地面模拟试验结果进行了比较,结果表明,失速迎角前的大迎角短周期飞行品质,仍然可以通过综合上述六种小迎角判所的计算结果进行评价,     

飞机大迎角飞行品质研究的进展

叙述了战斗机大迎角飞行品质研究的进展情况。说明了当代战斗机的作战环境和作战方式以及由此提出的大迎角机动飞行的背景。着重介绍了国外过失速区大迎角飞行品质研究的主要方面,飞行动力学机理,操纵效能,推力矢量及其控制律,飞行品质要求及其验证和评价方法,由此得出相应的结论。     

大迎角飞行品质的研究进展

分析了飞行包线向低速大迎角扩展后飞行品质研究面临的几个重要方面,即需要提供直到充分过失速迎角的飞行品质指标,这是设计飞控系统的依据之一：纵,横,航向操纵效能要求,这是配置,裁减操纵面的依据,机动任务集,这对于提出品质指标与操纵效能要求,及早发现飞机缺陷和全面评价飞机系统的战术效能等工作都有重要意义,总结有关的研究思路以及目前的进展,并给出了一些初步结论。     

对空战飞行阶段滚转性能要求的分析研究

简单总结、概述了各种飞行品质规范对战斗机滚转操纵性能的要求(主要针对空战[CO]飞行阶段)。根据各规范对飞机滚转性能要求的指标参数,探讨其合理性。并结合国内外一些典型机种的具体情况进行了分析研究,指出了各种规范对滚转性能要求的不足之处。通过对试飞数据和计算结果与各规范进行对比分析和研究,最后认为美国规范MIL—F一8785C的要求相对是比较合理的,但该规范对滚转性能的要求未考虑跨音速区的影响和随飞行高度的变化,因而该要求在跨音速区和高空可能过严。     

直接力控制飞机时域和频域特性分析

直接力控制是主动控制技术是主动控制技术要实现的主要功能之一。此功能的实现无论对民有飞机还是军用飞机都有重大的意义。现介绍ＤＦＣ飞机时域的频域特性分析的意义和基本方法,并讨论ＤＦＣ飞机飞行品质规范的制订,依据,品质等级的评定方法,最后以ＹＦ－１６ＣＣＶ飞机为算例进行了仿真分析,结果表明,对ＤＦＣ飞机进行时域和频域分析,能够较全面地了解ＤＦＣ飞机的各项性能;利用频域特性,可以方便地评定了ＤＦＣ飞机飞行     

前机身对飞机大迎角气动特性的影响

通过对一些相关文献的分析,得出了前机身外形是要求具有过失速机动能力的飞机气动设计的关键这一结论,并建议在气动布局工作中加强对前机身特性研究。     

无限翼展后掠翼大迎角绕流和涡控制的数值模拟

通过数值求解Navier-Stokes方程,研究了无限翼展直后掠翼在不同后掠角下的大迎角粘性分离流,探讨了后掠角对流场结构和升阻力特性的影响.基于对流动特性的机理分析,文中进一步数值模拟了无限展长后掠翼带表面吹吸气的大迎角绕流,研究了以非定常质量引射作为外激发手段对后掠翼前缘涡形成、发展和脱泻,以及对提高机翼升力特性的影响.     

战斗机大迎角非定常气动力建模

针对目前大迎角非定常气动力模型大多基于单自由度风洞试验开展,且很难有效指导稳定性分析、控制律设计等工程实践的现状,基于偏航-滚转耦合运动风洞试验结果提出了一种大迎角非定常气动力β模型。该模型将非定常气动力分解为分别由旋转矢量的模和其引起的姿态变化β两部分贡献,具有清晰的物理意义和简洁的表达形式,同时还能准确反映横航向耦合效应对非定常气动力的影响。分别使用该模型和目前工程实践中常用的混合模型对不同运动形式中的横航向气动力进行计算,同时进行了尾旋仿真,与风洞试验结果对比验证了该模型对于飞机大迎角非定常气动特性的预测精度。通过将建模参数向体轴分解获得能与目前飞行动力学分析方法兼容的局部线性化形式,理论解释并仿真复现了F-16XL试飞中出现的侧向扰动现象,验证了该模型的工程适用性。     

三维机翼大迎角低速绕流及其涡控制的数值模拟

通过数值求解三维非定常可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程,研究了三维机翼大迎角低速绕流及其带表面周期性吹吸气的流动控制,并探讨了非定常质量引射作为外激发手段对机翼气动力特性的影响.计算表明,在机翼前缘附近的小区域内施加周期性吹吸气进行流动控制,这类外激发手段对三维机翼的大迎角分离流动的控制是可行的,通过选择适当的控制参数,尤其是合适的周期性激振频率,可以有效地改善气动力特性.     

Flying qualities based time-varying stability augmentation system design for tiltrotor conversion control

Tiltrotors have three flight modes that pose control problems and quality defects during the conversion process.To address this,a novel flying qualities-based time-varying stability aug-mentation system is designed to achieve multi-mode,nonlinear,and time-varying stability.The sys-tem integrates a nonlinear time-varying control law with the flying qualities requirements for all three flight modes.It consists of an inner and outer loop control framework,where the control law in the inner loop is designed based on the Lyapunov theorem of stability.The reference models in the outer loop are derived from the flying qualities criteria to meet level one flying qualities requirements.To evaluate the conversion process,a time-varying flying qualities evaluation method is developed,which includes the conversion path,pilot model,and time-varying flying qualities index.The proposed time-varying stability augmentation control system is then tested through sim-ulation during the conversion process.A pilot-aircraft closed-loop system is established for con-ducting experiments.Comparison between simulation results and pilot-in-loop experiment results demonstrates the effectiveness of the proposed control system.Furthermore,it proves that the eval-uation method is suitable for analyzing time-varying systems.This research can be valuable in designing and evaluating stability augmentation controls for strongly time-varying systems.     

飞机大攻角非定常气动力建模与辨识

采用一阶微分方程描述由非线性非定常效应引起的气动力增量 ,从而建立了一种新的飞机大攻角非定常气动力数学模型。研究了模型在缓变运动下的线化形式和动导数表达式。讨论了模型参数的辨识问题。算例证实了所建立的气动力数学模型的正确性和所述模型参数辨识方法的有效性     

战斗机敏捷性研究中的几个问题

就近年来战斗机敏捷性研究中的某些问题，如横向敏捷性尺度，敏捷性与飞行品质之间关系，大迎角下俯卸载尺度以及敏捷性战斗机的飞行控制系统一体化设计，进行了综合分析和讨论，并得出了结论：（１）横向敏捷性以空战效益的影响比俯仰和轴向敏捷性的影响大；（２）空战中下俯敏捷性与上仰敏捷性同样重要；（３）敏捷性与飞行品质之间存在着明显的相关性；（４）敏捷性战斗机在初始设计阶段，必须考虑飞机控制系统一体化设计。     

无尾布局嵌入式舵面的大迎角纵向操纵能力研究

 针对某前掠翼翼身融合无尾布局由鸭面与尾舵组成的纵向基本控制舵面在大迎角状态操纵效率降低的问题,采用数值模拟方法研究一种机身下表面嵌入式新概念纵向操纵舵面实施大迎角纵向操纵补充的可行性。提出了嵌入式舵面的设计思想,研究了嵌入式舵面高度、偏度及其与尾舵组合时的相对位置等参数影响,提出了嵌入式舵面的设计原则、流动机理以及提供低头力矩增量的作用原理。研究结果表明:嵌入式舵面是无尾布局飞机大迎角纵向操纵的高效补充措施,单独使用,最大可提供约平衡10°迎角的低头操纵力矩,并对升阻特性影响很小;与尾舵组合使用,在研究迎角范围内(迎角α≤32°),可提供约6°迎角的低头平衡力矩增量,且对升阻性能产生有利影响。本文工作可为其他翼身融合无尾布局的气动舵面设计提供借鉴。     

大迎角下俯仰振荡对细长体气动特性的影响

通过对头部无扰动和有扰动的两个细长体模型进行数值计算,分析了各个流场中涡系结构和气动力变化历程,并对比两者之间的差别.发现在高频率小振幅的俯仰振荡作用下,头部无扰动和有扰动的细长体的流场随时间的发展慢慢由非对称转变为对称.相对于头部有扰动的细长体,在第一个振荡周期内非定常俯仰运动对头部无扰动的细长体作用更明显.     

计算超声速战术导弹大攻角气动力的数值方法

本文给出了超声速大攻角情况下战术导弹气动力特性及压力分布的计算方法。该方法以Woodward,F.A.等人的有限基本解方法为基础。考虑了弹身头部涡、翼面前缘涡、翼面侧缘涡、后缘涡及诸运动涡系的影响,使其应用范围超出了小攻角的限制。 本方法适用于有、滚转有任意舵面偏转情况下正常式或前控导弹外形的气动力特性及压力分布计算。攻角范围直到25°。     

粗糙带对细长体大迎角流动非对称性的影响

通过模型表面压力分布测量和表面油流图谱显示等试验手段,在低湍流度风洞中探讨了模型头部不同形式的粗糙带对细长体大迎角条件下流动非对称性的影响.结果表明:"条型"粗糙带可以有效改善流动非对称性、降低当地侧向力;"环型"粗糙带可以改善模型表面的分离状态,但是却增强了流动非对称性;"条型 环型"粗糙带对于表面流谱的影响较为复杂.但是这些形式的粗糙带都不能完全消除流动非对称性所产生的侧向力.试验结果还展示出了大迎角状态下,流动非对称性的存在形式与表现特征.     

大迎角翼—身组合体涡流特性计算

论述了用非线性离散涡法来模拟大迎角下翼－身组合体涡流绕流的计算模型及计算方法；给出了一个典型翼－身组合体的涡流流态计算结果及非线性气动特性和截面压强分布。