大攻角非定常气动力建模和气动模型及飞行仿真研究

摘要

本课题在NH-2低速风洞中进行了某飞机模型的大攻角大振幅运动风洞实验。实验分别测量了模型做单独俯仰、单独偏航、单独滚转以及偏航滚转耦合运动时所受到的非定常空气动力。本文首先分析了实验获得的大攻角非定常空气动力的一些特性。结果发现，飞机机动飞行时多自由度运动的气动特性比单自由度运动的复杂，耦合运动时的气动特性与两个单自由度运动的气动特性的叠加结果相比有一定差别。此外，动导数实验和旋转天平实验结果同本实验的结果相比差别较大。 其次，本文对模糊逻辑建模方法进行了研究，发现收敛系数的取值是决定建模速度和精度的根本因素。并在此基础上，研究了建模变量对数学模型预测精度的影响。结果表明，在进行模糊逻辑建模时，选取的建模变量应为反映运动实质的角度和角速度，对于偏航滚转耦合运动，还应增加反映耦合程度的耦合比。 再次，本文讨论了四种非定常空气动力模型的适用性。通过对这些气动模型的比较分析发现，单自由度叠加模型、动导数叠加模型和混合模型在小攻角时均能正确反映气动力的非定常迟滞特性，而在大攻角区均不再适用。对于基于模糊逻辑原理的非定常模型，无论在小攻角还是大攻角时，均能较好地反映耦合运动的非定常气动特性。 最后，本文分别运用不同形式的非定常空气动力模型，对飞机纵向正弦振荡时的机动飞行进行了仿真研究。结果表明，只有考虑了耦合效应的非定常空气动力模型，才能比较真实地模拟出实际飞行时飞机的运动轨迹。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 大攻角大振幅非定常风洞试验

第三章 模糊逻辑建模速度与精度的研究

第四章 建模变量对非定常空气动力数学模型的影响

第五章 非定常空气动力模型研究

第六章 非线性飞行仿真

第七章 结论与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文