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。

随着飞机设计技术的提高和新型材料的应用，现代飞机气动弹性效应越来越显著，刚体运动和弹性体振动互相解耦的关系不再明显，在分析弹性飞机相关问题时，应该综合地、统一地考虑飞行动力学与气动弹性力学问题。在一般体轴系下综合考虑飞机刚体运动自由度和弹性振动自由度，建立弹性飞机刚弹耦合运动的方程，通过在配平状态下引入小扰动运动假设，以及利用有理函数拟合技术将偶极子格网法计算所得到的频域非定常气动力转化为时域形式，建立大柔性飞机刚弹耦合小扰动状态空间方程，并对纵向运动稳定性进行分析计算。结果表明:运用本文所采用的方法计算所得结果与传统的线性及刚体计算所得结果进行对比分析，非线性计算方法所得颤振速度更小，而且失稳模态亦发生变化，对于飞行力学模态而言，长周期模态稳定性变差，在计算速