考虑非定常气动力影响,利用组内基于流固耦合方法发展的叶片变形程序,研究了叶片反扭对跨音速大涵道比风扇性能的影响。首先,以制造叶片(冷态叶片)为起点,利用ANSYS有限元求解器计算了离心力下叶片变形。然后,通过叶片变形程序计算得到不同气动工况下工作叶片(热态叶片)。最后,分别得到设计叶片和工作叶片的特性线。结果表明气动力引起的叶片反扭对风扇气动性能产生影响。离心力和气动力下叶片位移可相互抵消,不同气动力工况下抵消程度不一。不同气动力工况下叶片反扭角有差异,其导致叶片安装角不同。热态叶片堵塞点流量比设计叶片少4kg/s,失速点流量对设计叶片稍多。

针对非定常气动力作用下基于常规动态逆的过失速机动控制时的误差大和迟滞强的问题,提出了一种实用的改进动态逆控制方法,实现了非定常气动力下过失速机动的精准控制。首先,基于双轴耦合大幅振荡下的先进战斗机缩比飞机模型风洞实验数据,通过改进的极限学习机(ELM)方法建立了准确的非定常气动力模型。其次,基于时标分离的思想,通过在快回路中增加积分环节减小了非定常气动力引起的控制误差;通过在较慢回路中引入滞后校正环节,消除了非定常气动力引起的控制迟滞,并结合串接链方法实现了常规气动舵面和推力矢量喷口的偏转分配。最后,推导了过失速机动时非定常气动力建模过程中关键变量缩减频率的计算公式,并通过该缩比模型“赫伯斯特”过失速机动数字仿真,对比验证了新方法的有效性,为后续过失速机动的试飞验证提供了实用可靠的...

结合EKF算法(扩展卡尔曼滤波)和RTRL算法(实时递归学习算法)的特点,提出一种基于EKF的实时递归学习算法(EKF-RTRL),运用到循环神经网络中(RNN)。应用该神经网络对某飞机大迎角大振幅单自由度偏航、滚转以及偏航滚转耦合运动的非定常气动力进行建模。结果表明,基于EKF的实时循环神经网络计算精度高,收敛快,辨识结果与实验结果符合较好,验证了本算法的有效性。

针对航母尾迹对舰载机着舰过程气动特性的影响,采用嵌套网格的方法,对无人机在不同风向下的着舰过程进行了数值模拟。首先,对不同网格划分,定常和非定常计算进行了比较,发现有无附面层对航母流场结果影响不大,下滑线上定常计算的结果和非定常时均的结果类似。然后,对0°和±15°风向下的航母流场进行了分析,表明航母尾迹随风向的变化而变化。接着,对单独无人机降落的过程进行了模拟,验证了所建立的嵌套网格的可靠性。最后,对耦合航母情况下无人机的着舰进行了仿真,结果表明降落过程中飞机一直处于低动压的状态,升力和俯仰力矩变化明显,不同风向下着舰气动特性的变化也存在差异。研究结果为以后舰载机安全着舰的评估和控制提供了参考。

结构的频率是结构的重要动力学特性,对于飞行器来说,当机翼等大型结构在非定常气动力作用下发生变形时,其频率也会发生变化。本文介绍了一种地面电磁干风洞试验方法,利用电磁场和安培力实现气动力的模拟,在不接触模型的情况下对模型进行静动态加载。基于这种新的试验技术,建立了一种地面电磁干风洞实验方法,利用电磁场和安培力实现气动力的模拟,可有效实现对模型结构的非接触式静态和动态气动力跟随加载。利用该实验系统,研究了静动态条件下,结构质量、刚度分布对飞机内载荷的影响;结构变形对结构动力学特征的影响。结果表明,结构的弯曲变形会影响结构的弯曲和扭转频率,结构的质量和刚度分布会对结构内载荷产生较大影响。这种新的试验方法有利于研究大柔性结构的气动弹性特性,对新型飞机的设计和研制具有重要意义。

垂直/短距起降(V/STOL)飞机具有广泛而高效的军事应用前景.为研究V/STOL飞机复杂的飞行控制问题,需要建立能够准确反映其动态特性且可用于飞行仿真的动力学模型.综合考虑V/STOL飞机的多进气道气流量变化、大迎角非线性和迟滞非定常特性、地面效应和喷气诱导效应等因素的影响,利用线性叠加原理并结合机理建模与经验公式,建立了全面的推进/气动力与力矩模型;在此基础上,基于刚体动力学和运动学原理,推导得到了V/STOL飞机的全状态六自由度非线性数学模型;最后,仿真分析了V/STOL飞机的地面效应和喷气诱导效应引起的动力学变化及其三角翼非定常动力学特性.结果表明:地面效应对V/STOL飞机动力学的影响可以忽略,而近地飞行时的喷气诱导效应会导致较大的升力损失,离地越近损失越大;V/STOL飞机的非定常动力学源于飞机迎角变化所引起的气动力滞环效应,...

大攻角气动特性预测与气动建模是新型飞行器提升飞行性能的重要内容.以轴对称导弹简化模型为研究对象,首先采用计算流体力学方法,对70°大攻角状态的非定常气动特性进行数值模拟,计算方法基于RANS的N-S方程,湍流模型采用SA模型,对流场采用有限体积法离散,无黏项采用Roe通量差分分裂格式,黏性项采用中心差分,时间推进采用LU-SGS格式的双时间步法.飞行器运动模式采用强迫振荡的方式,对5种不同振荡频率进行了非定常数值计算,并记录每一内迭代周期最终的气动力和力矩数值.其次,以CFD预测结果作为气动建模的样本,采用动导数模型、多项式模型等传统方法,进行气动建模,并分析其有效性和精度.最后采用神经网络方法对大攻角非定常气动力进行建模,并和动导数模型、多项式模型进行精度对比.结果表明,基于神经网络的人工智能气动建模方法具有较高的...

常规风洞静态气动力测量技术无法得到旋转导弹的非定常气动特性数据,需要研究在风洞中模拟旋转导弹运动特征以及对气动力实现动态测量的试验技术。在1.2m量级超声速风洞中,研究了大长细比导弹模型旋转运动主动控制技术以及与旋转运动对应的动态测量试验技术。采用旋转导弹模型(长细比为20)对建立的试验技术进行了风洞试验验证。结果表明:采用微型驱动系统并对旋转组件与导弹模型进行一体化设计,可以对大长细比导弹模型转速进行稳定控制;建立的风洞动态测力试验技术可以对导弹模型旋转运动下的动态数据进行测量,试验数据重复性精度良好。

飞行器大攻角飞行过程中的动态失速会导致结构自激扭转或俯仰运动，造成非线性失速颤振现象，直接影响飞行器飞行安全与结构安全。该文对标准Leishman-Beddoes（L-B）非线性非定常气动力模型进行马赫数修正，使其适用于低速不可压情形的动态失速气动力计算，然后基于二元翼段气动弹性模型，采用Newmark时域推进方法进行工程失速颤振计算。依据计算结果设计并完成了二元翼段失速颤振风洞试验。试验结果表明，多数试验状态，基于L-B模型的失速颤振计算结果与试验结果均吻合较好。结果验证了修正的L-B模型可以用来进行低速大展弦比平直翼段翼型的失速颤振工程分析与极限环振荡评估，同时，失速颤振速度与极限环幅值受初始攻角的影响很大。

本文给复展向吹气控制飞行器正弦俯仰振荡的气动力迟滞环。