基于应变的柔性飞机刚弹耦合建模方法研究

摘要

由于先进的民用运输类飞机结构重量占比越来越小,飞机表现出更高的柔性,采用传统刚体模型假设研究飞机的飞行控制将会产生较大的误差。考虑机翼的大变形运动,采用基于应变的非线性梁模型建立结构动力学与传统刚体飞行动力学耦合模型,利用等效方法获得与刚体模型等效的刚弹耦合飞机气动参数,通过仿真对比了传统刚体模型和刚弹耦合模型在飞机副翼上的响应和垂直阵风响应上的差异。结果表明:副翼偏转时刚弹耦合模型副翼舵效率比刚体模型低18.77%,在垂直阵风的作用下基于刚弹耦合模型预测的翼根弯矩比传统刚体模型低8.35%,机翼的弹性运动也会对刚体运动产生一定影响。