高速风洞动导数试验精准度提升研究

随着高机动性飞行器的发展,准确获取飞行器的动导数尤为重要,进而对传统动导数试验技术的精准度要求越来越高。然而,在高速风洞试验中,由于模型尺寸小、气动载荷大、振动幅值小,与低速动导数试验相比,高速动导数试验面临的困难更大。为了提高高速动导数的试验精准度,针对以上特点,对模型在振动过程中的受力情况、振动机构设计以及信号干扰等问题进行了详细分析与总结,并应用于型号试验中,试验结果显示高速风洞动导数重复性精度提高至10%以内。通过所做的研究工作,高速动导数试验技术得到了提升,同时,文中对高速动导数试验技术的未来发展趋势也做了简要介绍。     

近地面强风不同间隔滑动平均统计特性的对比分析

为深入研究我国沿海地区的风场特性,基于2008年在温州地区实测获得的两次近地面台风风场数据,以3s、10s、1min和10min为间隔,利用滑动平均法,进行了近地面强风10min滑动平均统计特性的对比分析。研究表明,相对于采用10min为间隔的滑动平均(10min离散平均法),以3s、10s和1min为间隔的滑动平均对实测风场数据的利用更加充分,能获得连续而密集的风场特性统计值,而且其结果具有更好的连续性,能较好地揭示出平均速度、风向角、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱密度函数的连续变化趋势及其短时段内的强风脉动规律;与3s和10s滑动平均相比,因1min滑动平均的计算量小,在进行风场统计特性分析时1min滑动平均方法更加简洁有效。     

一种提高捷联惯性/里程计组合导航系统定位精度的后处理方法

测绘用捷联惯性/里程计组合导航系统多采用离线后处理技术.此类系统利用里程计位移微分获得的速度作为观测量,采用速度匹配,并通过待测路径中预置的Mark点校正航位推算的位置信息.本文建立了基于速度匹配的16维Kalman滤波模型,对全程采样数据进行正反向导航和滤波处理,以估计惯性器件和里程计的误差;在补偿相关误差后,再次进...     

水下固体火箭发动机垂直气体射流结构和推力影响研究

为了探究高背压水介质条件下,固体火箭发动机垂直气体射流在浮力影响下的流场结构和发动机推力特点,建立了轴对称几何模型,在考虑有/无浮力的条件下,采用VOF(Volume of fluid)多相流模型进行气体-水两相耦合仿真计算,获取尾流气体射流流场结构,以及发动机尾部壁面受力和推力振荡曲线进行分析.研究结果表明,考虑浮力...     

加力燃烧振荡高温宽频动态压力测试

针对发动机加力燃烧室振荡燃烧动态压力测试受到温度及频响限制问题,描述了管腔效应机理,比较了使用传感器齐平安装、共振管以及半无限长管3种动态测量系统的优缺点,进行了压力脉动受感部的动态频响特性测试。分析了在管腔长度不变的条件下共振管管腔内径变化对管腔频率和幅值的影响;对于半无限长管系统,在半无限长管长度不变的条件下比较了3种管腔长度对加力脉动受感部管腔频率和幅值的影响;在管腔长度不变的条件下比较了2种半无限长管长度对受感部频率和幅值的影响。结果表明：管腔长度为55.3 mm、管腔内径为3.5 mm、半无限长管长度为15 m是高温宽频加力脉动测试的最优方案。为削弱管腔效应的影响,利用经温度补偿的系统传递函数实现了在2000 Hz内对早期加力动态压力测试数据的修正。     

飞行器非定常气动力试验与建模研究

介绍了57°三角翼布局战斗机模型在CARDC直径3.2m风洞进行的俯仰、偏航和滚转3个方向大振幅振荡的非定常气动特性,试验的振幅为20°、35°,俯仰和偏航振荡的减缩频率为0~0.06,滚转振荡的减缩频率为0~0.2。另外利用基于频率域的Fourier变换法和非线性代数法,对非定常气动力建模进行了探讨,气动模型预测结果和试验结果具有较好的一致性。     

大攻角下有限振幅俯仰飞行的非线性动稳定性分析

本文介绍了一种关于大攻角飞行条件下,飞行器非线性动稳定性分析的数学方法.基于飞行器整体运动的低频特点(k<<1),将动稳定性导数的概念推广到大攻角有限摆幅振荡飞行的稳定性分析,给出了逐次求取各阶动导数的摄动方法,导出了小参数形式的非线性动力学方程.结合常微分方程的定性理论,可以揭示大攻角飞行中的某些非线性特征,方法原则上可推广到多自由度问题.     

用非结构动网格技术计算确定再入飞行器配平攻角

提出了用数值计算直接确定飞行器配平攻角的自由振动法.该方法采用非结构动网格技术,使飞行器在气动力作用下绕通过质心的轴线自由振动,最终衰减到配平攻角.构造了一种MUSCL类型有限体积格式,求解考虑了动网格效应的三维非定常Euler方程,采用弹簧近似技术实现非结构网格的变形运动.作为例证,计算确定了载人飞船返回舱的配平攻角,计算结果与实验结果接近.该方法外形适应能力强,效率较高,具有较好的应用前景.     

航空自动控制系统中的延时及其补偿

总结了作者40年来在各种不同的航空自动控制系统研制过程中,所出现的各类延时,给出了造成各种延时的原因,综述了延时对自动系统的控制精度、稳定性及操纵性的严重影响,并提出对延时所致后果的补偿方法。     

自由飞模型仿真建模与缩比控制律设计技术

缩比飞行试验在民用飞机的研制过程中日益受到重视,其尺度效应影响评估是设计缩比飞行试验工况的基础,也是确认飞行数据适用性的关键。基于几何和动力学相似准则,针对某民用飞机及其缩比验证机设计分析工况组,采用计算流体力学方法研究相似准则参数（马赫数Ma、雷诺数Re、弗劳德数Fr）对气动载荷、典型气动导数及弹性变形的影响。研究结果表明,在动力学相似时,验证机与原型机间的气动特性差异主要来源于马赫数,雷诺数影响较小;当原型机以中低马赫数（Ma < 0.5）飞行时,此时马赫数压缩效应不明显,验证机与原型机具有近似的展向与弦向载荷分布特征,典型稳定导数及操纵导数差异约10%,在控制律设计鲁棒性范围内;进一步保持质量与刚度分布相似时,机翼翼尖扭转变形差异不超过0.5°,挠度差异不超过0.5%,在工程上属于可接受的范围。