基于响应面插值的非线性气动弹性计算

飞翼、大展弦比低雷诺数气动布局容易在小迎角的条件下出现气流分离,会带来明显的非线性气动力问题,同时气动弹性带来的影响亦不可忽略。针对此类布局提出一种建立基于径向基函数插值的非线性压力系数分布模型的方法,利用径向基函数插值建立面元上压力系数对迎角导数的响应面,将压力系数积分并通过无限板样条(IPS)方法进行气动结构多次迭代插值实现非线性气弹分析。结果验证了该方法对于静气动弹性分析的有效性,同时能准确地反映弹性带来气动效率的降低和变形对升力及阻力的影响。

静气弹中非线性气动力建模方法与分析

大展弦比低雷诺数气动布局容易较早出现气流分离,会带来明显的非线性气动力问题。针对此类布局提出了一种建立基于Kriging插值的非线性压力系数分布模型的方法。从Navier-Stokes方程计算的不同状态下飞机的压力系数中提取不同坐标的系数。利用Kriging插值函数建立CFD压力系数对迎角导数的响应面,将插值结果代入偶极子网格法(Double-Lattice Method,DLM)修正其线性方法。利用无限板样条(IPS)方法进行气动结构耦合,实现了有限元结构的非线性气弹响应分析。算例结果验证了方法对于静气弹分析的有效性,同时能准确地反映弹性带来的气动效率的降低和非线性力矩特征。

一种应用于飞行品质研究的缩比模型控制律设计

从缩比模型在飞行品质中应用的角度出发,结合动力相似准则分析了飞行品质关键参数的缩比因子;针对引入电传飞控系统带来的非线性因素,开展了对原型机控制律的简化和参数调整设计研究,使得电传缩比模型飞行品质关键参数与原型机呈现线性的缩比关系,最后对该设计的控制律进行了仿真验证。

菱形翼布局无人机自抗扰直接升力着陆控制

针对采用传统的着陆控制方法时,菱形翼布局无人机存在着陆俯仰姿态角为负,对无人机着陆不利的情况,提出一种采用直接升力进行着陆的控制方案,可以实现着陆轨迹与着陆姿态之间的解耦,使得无人机可以以较好的姿态进行着陆。采用自抗扰控制(ADRC)方法分别设计了无人机非线性直接升力控制律以及着陆轨迹跟踪控制律。仿真结果表明:采用ADRC设计的非线性直接升力控制律可以实现直接升力控制的3种模式,并且对气动参数摄动具有较强的鲁棒性;采用直接升力着陆控制方法可以使得无人机以有利的姿态进行着陆,同时在近地面突风作用下,无人机依然可以以较好的姿态进行着陆。

无动力模型自由飞试验过程仿真研究

本文针对无动力模型自由飞试验仅依靠操纵手经验操纵时,试验效率较低,安全性较差等问题,提出利用程序对某无动力模型自由飞试验的过程进行预先仿真的观点。在无动力模型自由飞试验或领域起到模型与载机分离安全、模型控制精准、提高试验效率的作用。如付诸现实将产生较高的经济效益。

飞翼气动布局飞机纵向短周期等效系统参数辨识技术研究

飞翼布局飞机由于其特殊布局形式,飞控系统设计通常采用高增益大阻尼控制增稳方法,同时飞翼布局飞机的操纵面操纵效率非线性显著,涉及多操纵面组合控制以及控制分配,因此,采用常规的杆力或杆位移作为输入指令,多数情况下无法顺利地激励出理想的纵向短周期模态。本文采用迎角指令跟踪法研究飞翼布局飞机的纵向短周期品质,利用Simulink进行创新操纵面布局飞机的闭环仿真系统建模与验证,并通过小型飞翼布局无人机进行飞行试验评估。结果表明,该方法用于飞翼布局飞机纵向短周期品质试飞时,易于激励出其纵向短周期模态,并可实现飞机精确控制。

装配应力对提高结构件疲劳寿命的作用

飞机结构的疲劳破坏通常发生在应力集中的部位,紧固件由于存在孔边应力集中问题,是重要的疲劳源。本文通过仿真计算结合疲劳试验研究装配应力对降低孔边应力集中,提高构件寿命的作用,并分析垫片的面积、摩擦系数以及施加在垫片上的紧固力矩对结构件寿命的影响。

无人机系统适航要求标准初步分析

阐述了世界各国无人机适航性条例概况,分析对比了美国、英国等适航性条例的内在联系和差异。探讨了无人机飞行品质验证过程中综合应用适航条例、电传飞机飞行品质的适用性,同时考虑无人机系统概念及安全性、任务性和系统性要求,指出了我国大中型无人机飞行品质的规范要求和研究方向。

无人机系统飞行品质标准研究

阐述世界各国无人机适航性条例概况,对比分析美国、英国、北约等国适航性条例的内在联系和差异,探讨无人机飞行品质验证过程中综合应用适航条例、电传飞机飞行品质的适用性,指出我国无人机飞行品质研究方向,考虑安全性、任务性、系统性方面的要求,以逐步形成我国自己的无人机飞行品质设计验证要求,并提出了构建飞行品质框架和规范的相关建议。

无人机系统适航发展现状及挑战

随着无人机系统在民用和军事领域的应用越来越广泛,无人机系统进入国家空域已经迫在眉睫,制定相应的适航标准已经成为各国适航机构的一个主要任务。从适航基本概念出发,分析了美国、欧洲、北约、加拿大、以色列等国家与组织的军民用无人机系统适航规范及政策的发展现状,并从适航体系、适航标准、安全性等方面对无人机系统适航面临的挑战进行了分析。

无人机系统操作中人为因素问题探讨

无人机系统作为一种新的替代手段和工具在军事和民用领域被广泛应用。未来无人机系统的使用可靠度主要依赖于有效的系统设计和试验,这就需要进行大量人为因素的研究。从人为因素定义出发,结合无人机系统的典型操作和任务,深入分析了工作负荷、情景感知、团队协作、人机功能分配和操作员控制水平等人为因素对无人机系统操作的影响。

基于飞行试验的无人机空速系统误差修正研究

无人机系统的飞行控制逻辑和极限状态的限制程序都严重依赖于精确的大气数据系统,其准确性与飞行安全直接相关。文中针对现阶段无人机飞行特点,对空速系统误差产生机理进行分析,同时结合无人机空速系统发展现状,确定采用GPS速度法进行空速系统位置误差修正。通过分析总结数据处理流程,提出了正反航向和三边飞行2种飞行方法,利用飞行试验,对2种飞行方法的数据进行处理,发现在侧风较小时,2种飞行方法的数据处理结果基本一致;而在侧风较大时,三边飞行法得到的空速校准误差结果更为可信。

自主空中加受油会合阶段控制策略研究

无人机自主完成空中加油对提高航程、航时具有重大意义,其中受油机与加油机之间会合阶段的控制策略是保证加受油成功的关键技术。首先,通过分析空中加油过程中有人机与无人机之间的差异性,给出了一种工程上较为可靠的无人机自主空中加受油最优航路设计方法;其次,根据无人机的飞行特点,提出了一种空中加受油会合与编队阶段的控制策略,形成了相应的任务动作,并设计了对应的控制律;最后,通过两架某小型无人机开展了飞行试验,验证了控制策略的可行性,并给出了试验结论。

无人机飞行品质研究及展望

随着无人机在民用和军事领域的应用越来越广泛,特别是在逐渐纳入国家空域的需求牵引下,系统地开展无人机飞行品质研究工作已经迫在眉睫。明确了无人机飞行品质的内涵,梳理了无人机飞行品质发展历程,并对无人机飞行品质的发展方向进行了分析。