飞行载荷外部气动力的二次规划等效映射方法

传统的气动力映射方法中,守恒型方法能保证总积分载荷的守恒,但计算复杂;非守恒型方法实现简单,能保证气动压力的分布,但不能保证总积分载荷的守恒。利用等式约束保证积分载荷相等,并基于非守恒型加入线性基的径向基函数(RPIM)构造最小二乘保持原气动压力的分布特征,将气动力等效传递问题转化为一个带等式约束的二次规划问题。通过在非守恒方法的基础上构造出新的守恒型方法,兼顾了2种方法的优点。对某一大展弦比机翼上表面的三维气动力等效映射至二维平板面元气动力的结果表明,所提方法在牺牲了一定气动压力分布精度的基础上,严格保证了总积分载荷的相等,同时也继承了非守恒插值方法的高效性。所提方法可用于各类复杂外部气动力数据的快速等效映射,以及其他学科类似的数据映射问题。

基于气动力/推力矢量控制的飞行器性能分析

采用推力矢量技术的飞行器通过喷管偏转和发动机产生的推力来获取额外的控制力矩从而实现对飞行器的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关,而不受飞行器本身姿态的影响。对于高超声速飞行器,推力矢量提供的等效舵偏角可以部分替代气动舵偏角,这对飞行器的减阻和防热都十分有利。主要研究高超声速飞行器气动力与推力矢量组合控制的问题。通过建立高超声速飞行器的动力学/运动学模型,设计了基于气动力和推力矢量的组合控制器,使所需的舵偏角由气动力和推力矢量一起提供,通过理论分析和六自由度仿真,对组合控制的效果进行仿真验证。仿真表明当所需舵偏角较小时,推力矢量装置产生的等效舵偏角可以完全提供,气动舵几乎不用偏转;当所需舵偏角较大时,推力矢量装置和气动舵一起提供。结果表明这种组合控制具有较好的工程实际应用价值。

直接力/气动力复合控制系统鲁棒稳定性分析

脉冲发动机作为直接力与空气舵复合控制能有效提高导弹的快速性和末端大过载机动能力。由于脉冲发动机的喷流干扰会对复合控制系统的稳定性产生影响,在考虑脉冲发动机自身喷流因子效应以及对导弹气动干扰的情况下,把直接力喷流作用等效为弹体的气动力进行建模,并结合复合控制系统的性能指标以及稳定判据,对一类复合控制自动驾驶仪的鲁棒稳定性进行了分析,给出了直接力喷流作用下复合控制系统的满足性能要求的稳定边界。

地面颤振模拟试验技术研究进展

颤振问题是飞行器在飞行过程中应竭力避免,且可能导致灾难性后果的一种气动弹性动力学稳定性问题。作为一种新兴的颤振试验研究方法,地面颤振模拟试验是指直接采用飞行器原型结构或模型结构作为试验对象,利用激振器等气动力模拟加载装置模拟分布的气动力载荷,在地面获得飞行器结构颤振特性的一种半物理仿真试验技术。本文从非定常气动力降阶实时重构、非定常气动力模拟加载以及地面颤振模拟试验的实施3个方面,分析了地面颤振模拟试验技术的研究现状,最后展望了地面颤振模拟试验技术未来的发展方向。