放宽纵向静稳定性对战斗机布局升阻比特性的影响

就放宽纵向静稳定性技术对不同战斗机布局升阻比特性的影响进行了研究。文中选取鸭式和正常式两种典型的现代战斗机布局,基于风洞试验数据,获得了在5种典型情况下,飞机不采用和采用放宽纵向静稳定性技术时的配平升阻比特性,并且分析了两种布局配平升阻比特性不同的原因。研究结果表明:在典型的亚、跨和超声速马赫数下,如果不采用放宽纵向静稳定性技术,鸭式布局由于配平得到的升阻比收益一般低于常规布局的收益;鸭式布局由于采用放宽纵向静稳定性技术得到的配平升阻比收益明显高于常规布局。从配平升阻比特性的角度来看,鸭式布局比常规布局更加适于采用放宽纵向静稳定性技术。

设计参数对幂次乘波体纵向静稳定性的影响

为实现幂次乘波体的纵向静稳定设计,对幂次体激波面后流线的"凹凸"特性与设计参数之间的关系进行了研究,并以此为依据,通过数值计算的方法得到了设计参数与幂次乘波体纵向静稳定性之间的关系。结果表明:幂次体激波面后的流线由"内凹"和"外凸"两部分组成;设计参数c越大、n越小、设计Ma越大、前缘点布置的越靠前以及乘波体长度L越长,流线的"外凸"段所占比例越大,由此得到的幂次乘波体纵向也就越稳定;此外,在其他设计参数确定的情形下,前缘线形状的改变并不影响乘波体的纵向静稳定性。

尾喷管构型对高超音速飞行器纵向静稳定性的影响

尾喷管构型的选取在高超音速飞行器一体化设计中有着举足轻重的作用。采用二维耦合隐式欧拉方程对高超音速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真,分析了尾喷管斜面倾角分别为8°、11°、13°和15°时,其构型对高超音速飞行器处于3种不同工作状态下(即进气道关闭、发动机通流和点火)纵向静稳定性的影响。结果表明,当尾喷管斜面倾角为11°时,高超音速飞行器的纵向静稳定特性较好,为下一步改型工作提供了参考。

“同翔”号无人机的升阻特性与纵向静稳定性

介绍了"同翔"号无人机设计的基本情况;采用涡格法气动软件AVL,对"同翔"号飞机的气动特性进行了理论分析,并根据计算结果讨论了该飞机的升阻特性和纵向静稳定性等。研究表明,"同翔"号无人机的气动性能良好,升阻特性及纵向静稳定性满足既定要求。

鸭式布局地效飞行器纵向静稳定性数值研究

针对地效飞行器纵向静稳定性这一重要技术问题,应用数值模拟的方法对鸭式布局地效飞行器的纵向静稳定性进行了研究。首先对传统布局与鸭式布局纵向静稳定性的特点进行了对比分析;然后,通过改变前置鸭翼展弦比分析其对纵向静稳定性的影响。研究结果对地效飞行器的气动布局设计和研究有一定的指导和参考价值。

放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益分析方法

从飞机配平角度出发,讨论了飞机的平尾面积和重心后移量对飞机纵向气动导数的单一和综合影响,推导出了平尾面积与重心后移量之间的数学关系,提出了一种新的分析和计算相结合的方法来快速分析放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益,并应用该方法分析了放宽伊尔-76飞机纵向静稳定度的平尾面积收益。

滑流对飞机纵向静稳定性影响的数值模拟

针对某"机身+机翼+襟翼+短舱+螺旋桨+平尾"简化构型,开展低速大拉力系数工况下强螺旋桨滑流的数值模拟。模型为翼吊双发布局,动力计算时分为三个计算域,分别为两个包含螺旋桨的旋转域和一个静止域。采用商业软件ICEM CFD生成多块面搭接非结构网格,在机体表面和滑流区域对网格进行加密以便于捕捉螺旋桨滑流的发展及其与机翼、尾翼等部件之间的干扰。采用ANSYS CFX软件求解雷诺平均Navier-Stokes方程,使用多参考坐标系(MFR)方法模拟螺旋桨的旋转。基本构型有/无动力的计算结果表明螺旋桨动力及其产生的滑流对模型的纵向静稳定性影响较大,模型的纵向静稳定性在迎角较小时下降明显甚至丧失,在迎角较大时反而略有增加。一般而言,涡桨飞机平尾处的流场受气动布局、迎角、机翼及襟翼的下洗和螺旋桨滑流及其强度等因素的共同影响。对模型各部件的俯仰力矩特性及尾翼区流场细节进行详细分析可知,小迎角时飞机纵向静稳定性的下降是由于平尾受到机翼及襟翼较强的下洗作用而导致效率下降,而此时平尾没能进入滑流区,不能有效利用滑流区内高能气流来提高平尾效率。并且由于两个螺旋桨同为逆时针旋转,右侧平尾的贡献高于左侧平尾。为了验证这一结论,分别将螺旋桨向上平移0.7m和将平尾下移0.86m并进行数值模拟,结果表明平尾对模型纵向静稳定性的贡献均有增加。

某型机纵向静稳定性试飞试验数据分析

简要推导了飞机纵向静稳定性裕度公式,介绍了中性点和机动点的确定方法,在此基础上结合某型机纵向静稳定性试飞试验数据,介绍了由试飞试验测得的相关参数确定中性点和机动点的分析处理方法。

民用飞机的纵向静稳定性飞行试验计划研究

《CCAR-25运输类飞机适航标准》中B部分"稳定性"的纵向静稳定性考察了飞机改变速度所需的杆力方向、杆力-速度平衡曲线以及操纵结束后飞机速度的恢复能力,是适航标准中重要的组成部分;纵向静稳定性的试飞,是民机型号合格审定中必须演示的试飞科目之一;在对适航标准的分析理解基础上,进行纵向静稳定性的试飞计划研究,对试飞中飞机的飞行任务、试飞构型、飞行速度和动力设置状态等进行详细定义;试飞计划的研究结果,可用于组织民用运输类飞机的型号合格审定试飞。

关于螺旋浆滑流对飞机纵向静稳定性影响的探讨

以涡轮螺旋浆式发动机为动力的飞机，发动机有、无动力时螺肇浆滑流对飞机纵向静稳定性的影响颇大，这种影响的大小还随飞机布局的不同而变化，且不易算准。本文在讨论发动机２螺肇浆滑流对纵向稳定性影响机理的基础上，介绍了一种通过多种飞机飞行试验获得的，能用来确定螺旋骨流对飞机的纵向静稳定性影响的统计方法。这种方法精确度较高，其估算物焦点误差不超过±０．０２ｃ。

民机纵向静稳定性试飞方法研究

目前国内民用运输机执行纵向静稳定性试飞时主要采用稳态法,而此方法存在试验时因飞行高度变化过大过快而难以采集足够试飞数据的缺点。针对FAA咨询通告AC25-7C中提出的两种关于纵向静稳定性的试飞方法进行对比分析,从而考察平飞加减速法的可执行性,分析传统的稳态法和新的平飞加减速法的优缺点和实际飞行试验时的可行性,得出初步结论为平飞加减速法有其独特的优点,主要适用于能平飞配平的试验点,而对于飞机发动机设置于最大推力和慢车推力试验点的适用性,还需通过试验进一步考察确定。

某型飞机纵向静稳定性试飞方法研究

纵向静稳定性试飞属于飞行试验科目中的经典科目,依据CCAR25部要求,传统民用运输机执行此科目时主要考察飞机改变速度所需的杆力方向、杆力-速度平衡曲线以及操纵结束后飞机速度的恢复能力。但对于具有纵向中立静稳定性设计特点的全电传飞机,传统的适航条款和试飞方法都已不再适用。在咨询通告AC25-7C和某型飞机专用条件的基础上,给出了使用操纵品质等级评定方法(HQRM)来开展纵向静稳定性试飞的基本方法和判据要求。

不确定性条件下大型客机纵向静稳定性数值研究

飞机的几何不确定性和飞行中的来流不确定性常会引起飞机焦点位置的改变,进而影响飞机的静稳定性。采用CFD数值模拟方法对CHNT客机标模开展气动特性与静稳定性研究,基于非嵌入式概率配置点法,分析在机翼安装角和来流马赫数为不确定性参数情况下的飞机纵向静稳定性。计算结果表明,机翼安装角的正偏差将引起C_(M)曲线临界位置攻角的前移,翼根处分离流动增大,飞机焦点位置前移,纵向静稳定性减弱,俯仰力矩系数曲线导数C_(M)^(α)的PDF、CDF曲线形状类似Beta分布;来流马赫数的不确定性对焦点位置的影响显著,马赫数的正偏差可使飞机焦点位置后移,增强纵向静稳定性,C_(M)^(α)的PDF、CDF曲线形状也类似Beta分布。

乘波布局高超声速飞行器纵向静稳定特性分析

高超声速滑翔飞行器稳定性设计方法的研究具有重要应用价值.乘波体构型滑翔飞行器由于没有平尾且飞行在高空、高超声速条件下,其纵向静稳定特性与常规飞机有很大不同,对此传统飞行力学并无相应设计依据.在相切锥乘波体理论基础上,本文建立了计及流向一阶导数和二阶导数的微元计算模型,结合牛顿法、活塞理论、切楔/切锥法的理论推导与CFD数值计算,研究了典型二维剖面在高超声速、宽攻角范围下的纵向静稳定特性,从理论角度证明了沿流向"下凸"的流线特征有利于保证纵向静稳定,而"上凹"形状特征不利于纵向静稳定,该结论通过二维和三维算例得到了验证.以上述分析为基础,解释了基于锥型流的乘波体难以满足纵向静稳定性的物理原因,以及俯仰配平舵面可能对纵向静稳定性带来的影响,并提出了相应解决方案.进一步分析表明该结论适用于宽马赫数和宽高度范围,且黏性作用并不改变上述规律,相关结论可作为高超声速滑翔飞行器气动设计的参考.

无人飞行器静稳定性问题的研究

从飞行器静稳定性的定义出发,介绍了3种不同的静稳定性,即纵向静稳定性、横向静稳定性和航向静稳定性。分别讨论了3种静稳定性的判据,进一步分析了影响静稳定性的部件和因素,说明了采用放宽静稳定性对无人飞行器产生的影响。

直升机双层平尾构型气动特性分析

为分析双层平尾气动特性,采用CFD方法建立了直升机平尾计算模型,获得了低速前飞和机身大迎角状态不同构型平尾的气动特性,分析了单层和双层平尾构型的气动特性和流场特点,研究了双层平尾对低速前飞状态和大迎角状态的纵向静稳定性改善作用机理。结果表明:双层平尾构型通过抑制旋翼/平尾干扰改善低速前飞状态下的直升机俯仰力矩突增问题,前进比为0.05时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾减小56.8%;双层平尾的失速迎角和最大俯仰力矩增大,从而增强直升机大迎角状态的纵向静稳定性,迎角20°时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾增大60.1%。

基于CFD/CSD耦合的连结翼静气动弹性计算研究

针对某连结翼布局无人机,采用松耦合方式,耦合计算流体力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)对其静气动弹性进行了计算研究;CFD求解模块采用非定常雷诺平均N-S方程,CSD模块采用直接积分法求解结构动力学方程,在时域内推进求解,收敛后获得静气弹计算结果。研究表明:连结翼静气弹变形后,前翼发生负扭转,后翼发生正扭转,前翼升力损失,后翼升力增加;无论是刚体构型还是静气弹变形后,前翼和后翼的展向升力系数分布规律均存在很大差异;静气弹变形使得连结翼升力线斜率增大4.3%,纵向静稳定性导数增大145.8%,但会带来较大的低头力矩增量;与单独前翼对比表明,连结翼后翼大大限制了前翼的负扭转变形,使得升力损失降低为单独前翼的21%;与单独后翼对比表明,连结翼前翼大大限制了后翼的正扭转变形,降低了后翼扭转发散的风险;研究结果揭示了连结翼布局特殊的静气动弹性特性,对连结翼的气动/结构设计具有一定的工程指导价值。

高空菱形翼布局无人机气动特性

为了获取无人机执行情报、监视和侦察等特种任务时的长航时优势,菱形翼布局无人机受到了大家的极大关注。高空菱形翼布局无人机通过前后翼搭接,能够有效增加整机展弦比,同时由于飞行高度高,飞行速度低,流动存在层流-分离-转捩等特殊流动现象,流动具有复杂性。本文采用数值模拟方法,对菱形翼布局无人机在低雷诺数下的气动特性进行了研究。结果表明:菱形翼气动布局具有较好的气动特性,存在着前后翼相互干扰的问题。随着前后翼距离靠近,前翼受阻滞、后翼受下洗效应越严重;同时,在大迎角下,后翼受前翼下洗影响流动分离延迟,使整机气动焦点后移,纵向静稳定裕度增大。

横列式直升机纵向鲁棒控制系统设计及半实物仿真

在考虑起落架收放、燃油消耗等大重心变化影响以外,针对燃油油面变化等因素产生的小幅度、高频次重心变化对横列式直升机重心的影响,建立了横列式直升机的纵向动力学模型,通过基于同伦连续原理修改的Nelder-Mead Simplex优化算法得到了横列式直升机的配平条件,并以此为基础提出了一种基于角加速度估计补偿的强鲁棒控制方法,根据半实物仿真实验结果,表明了提出的控制设计方法的有效性。

前缘缝翼构型平尾直升机气动特性分析

使用数值模拟方法研究了前缘缝翼翼型气动特性,并将该前缘缝翼翼型应用于直升机平尾,分析了该直升机全机气动特性,最后通过风洞试验对数值模拟结果进行验证。结果表明,前缘缝翼构型平尾能有效改善直升机的纵向静稳定性。