K8飞机自由飞模型飞控系统设计研究

自由飞模型是按相似原理以飞机模型空中投放试验来验证原型飞机的操稳性能或获取飞机参数等。现通过对K8飞机自由飞模型控制系统的研究，设计了静不稳定飞行状态下的控制增稳系统。并根据自由飞的特点，设置控制器接通与否两种工作状态，可进行人工操纵飞行和接入控制器的操纵飞行。飞行记录表明，控制系统设计是成功的，可起到对原型机仿真的作用。

K8飞机自由飞模型放宽静稳定度研究

介绍对一架带有纵向数字飞控系统的Ｋ８飞机自由飞模型所进行的放宽静稳定度的试验研究，获取利用模型进行此种试验的可行性和实施方法，模型采用了四种重心构型：正常重心、中立重心、后移２％ｂ＿Ａ和后移４％ｂ＿Ａ。模型上加装了控制增稳装置，进行了控制律设计。取得较为满意的试验结果。地面仿真试验结果与飞行试验结果也是基本一致的。试验达到预期的目的。

固定翼自由飞模型设计方法

阐述了自由飞模型的研制现状及模型的整体结构,并对固定翼自由飞模型的设计方法进行了详细介绍,通过对安装此方法加工生产的模型进行检测及自由飞试验,表明设计方法合理,满足模型飞行试验要求。概述 自由飞模型是利用飞机的缩比模型在真实大气中进行的为获取飞机参数的试验，从而保证一些飞机高难度动作取得时的飞行安全，是最全面、可靠的试验研究方法。

获取自由飞模型气动导数的综合飞行试验研究

过去已进行过多个机种的自由飞模型大迎角特性试验，但均为单一项目的试验。现介绍了将获取放宽静稳定度特性和气动导数两个项目综合于一个自由飞模型飞行试验项目中的情况，用脉冲升降舵激发起模型的纵向短周期运动，用参数辨识方法获取气动导数。试验结果表明这种方法是可行的，为从事本专业及相关专业的科研人员提供了参考。

自由飞模型在低雷诺数时舵偏角的模拟与修正

由于自由飞模型的试验雷诺数较低而产生了尺度效应,为探论某种四发水上飞机自由飞模型升降舵偏角的模拟和修正,本文叙述了该尾翼的风洞试验,并加以分析比较,初步得出多种模型与预测的舵偏角之间的舵偏等效线,以便在试验和预测中选用。这种试验方法和结果对其它形式的模型试验也有一定的参考价值。

水上飞机自由飞模型起飞与降落性能的综合试验

本文综述了用4台发动机为动力的水上飞机自由飞模型起飞与降落性能的综合试验,这些性能包括稳定性、操纵性、飞溅、水阻力、着水撞击、起飞砰击、失速及耐波性等。模型与真实飞机保持几何、质量、运动状态、拉力、升降舵效率及其波浪谱的相似,故模型试验与真实飞机的试飞结果比较符合。同时着重介绍了模型试验的机载测试系统与地面测试系统。

用PS板制作电动自由飞模型飞机

PS发泡板除了可队制作弹射模型飞机和小型牵引模型飞机以外,还可队用于制作带有电动机的小型自由飞模型飞机。为了适应在校园里的飞行,我们专门设计了最小动力的电动飞机,采用充电电容作为电动机的动力源,每充一次电用十几秒钟,可队让飞机爬升到五六层楼高,然后缓慢滑翔下降。由于不是使用电池,动力时间比较短,一般不会飞行太久。所以,采用这种动力作为比赛器材,十分适合校园飞行。

直升机拖带自由飞模型升起时的横侧不稳定性形态

用钢索悬挂在直升机上的自由飞模型，经观测可知，当拖带超过某一速度时，存在不稳定横侧摆动。这种构型简单的数学模型，仅考虑滚转角和横侧位移，导出的结果与飞行观测的结果一致。临界速度预测的准则和讨论过的设计参数都有助于增加脱离不稳定状态的自由速度范围。

水上飞机自由飞模型设计技术研究

水上飞机自由飞模型试验主要用于验证实机水上起降、水面滑行、着水载荷、静水稳定性、波浪稳定性等性能.相较于水上飞机拖曳水池模型试验,自由飞模型试验具有更多的自由度,并且自然界界的风、浪、流也更加真实,更有利于反映水上飞机实机的水动力性能.本文主要针对水上飞机自由飞模型外形设计、结构设计、动力系统设计、操控系统设计和机载测试系统设计等方面展开研究和探讨.

模型自由飞低时延无线传输系统设计

本文设计一种模型自由飞低时延无线传输系统。该系统以FPGA为主控制器,采用A7196与ESP32C3进行数据的无线传输。根据系统数据传输要求,采用短帧的方式发送数据,降低了传输的时延,基于李雅普诺夫方法设计了无线传输程序,保障了传输的稳定性。测试结果表明:传输系统可靠性可达99.907%,上行传输时延小于1 ms,有效实现了对自由飞模型的无线控制,代替了原有的有线电缆连接方式,简化了实验准备过程。

一种缩比模型自由飞试验失速判断方法

针对某通航类飞机缩比模型自由飞失速特性试验中,难以准确判断飞机模型进入失速的问题,根据中国民用航空规章第23部中失速相关条款的要求,提出了依据俯仰角速率变化判断飞机模型出现不可控下俯运动趋势,进而判断飞机模型失速的方法,通过建立该飞机六自由度非线性仿真模型进行仿真验证,同时利用缩比模型自由飞飞行试验对此方法进行了验证。试验结果表明:上述方法能够准确的判断飞机进入失速,进而提高了缩比模型自由飞试验的精准度。

双合成射流前体非对称涡控制技术及模型自由飞实验验证

为推进前体非对称涡流动控制方法在飞行器大迎角飞行控制方面的应用,提出并发展了一种基于双合成射流的前体非对称涡控制技术。研发了一套机载型双合成射流控制装置及模型自由飞验证机,通过风洞半自由飞及模型自由飞实验,验证了利用前体非对称涡控制技术实现尾旋改出和大迎角姿态控制的可行性;同时,依靠飞行测控系统和机载压力测量系统,实现飞行器姿态及前体表面压力的同步测量,可对前体非对称涡控制效能进行有效评估。风洞半自由飞实验结果表明:在60°迎角下,双合成射流可有效控制前体非对称涡相对位置,产生偏航力矩,实现大迎角航向操纵。在模型自由飞实验中,该技术可在常规方向舵失效的迎角下实现尾旋改出,可控尾旋角速度达到173(°)/s;依靠该技术,验证机可在大迎角飞行时进行快速偏航操控,由控制输入到偏航角速度改变的时滞小于0.5 s。

模型自由飞纵向放宽静稳定性飞控系统设计与试飞研究

详细研究了模型飞机放宽静稳定性飞控系统设计方法，针对Ｋ８自由飞模型进行了设计并通过半物理仿真和试飞验证。表明该系统的设计方案可行，结果十分满意．

螺旋桨动力自由飞模型飞行仿真与试验技术

分析了螺旋桨对自由飞模型的模态特性影响,依据分析结果及试验要求,设计了自由飞模型控制律,建立了考虑螺旋桨拉力及滑流影响的自由飞试验仿真模型,并进行了仿真分析,最后,将设计结果应用于自由飞模型试验当中。飞行试验结果表明:螺旋桨有效地改善了模型的速度稳定性;控制律设计方法有效地辅助了完成了平飞以及转弯失速科目,适用于自由飞模型飞行试验;建立的动力学模型可对螺旋桨动力自由飞模型飞行试验过程进行仿真,并初步判断失速特性;模型的平飞失速失速迎角在10~12°,转弯失速迎角在8~10°。

低速风洞模型自由飞试验飞行控制系统相似准则及模拟方法研究

低速风洞模型自由飞试验技术具有试验成本低、风险低、试验条件可控、试验数据精度高等优点,是支撑新型飞行器研制和新技术验证的重要试验技术。飞行控制系统作为风洞模型自由飞试验平台的核心系统,与原型机的系统相似是保证试验结果反映原型机稳定与控制特性的关键。从试验相似准则出发,针对飞行控制系统的相似要求进行分析和仿真,研究了其需要满足的相似关系及其模拟方法,分析了飞行控制律相似性转换的方法、系统采样频率的确定以及飞控系统部件动态特性对飞机响应的影响等问题,最后开展了试验验证,验证了飞行控制系统实现以及试验结果应用于原型机飞行稳定与控制响应特性预测的可行性,为低速风洞模型自由飞试验技术的发展与完善提供依据,为其工程化应用奠定基础。

失速/尾旋模型自由飞试验的空间设计问题

本文论述了在制定飞机的失速/尾旋模型自由飞试验总体方案时必须充分考虑的空间利用问题之重要性;分析了制约试验空间的诸因素;提出了设计飞行剖面的工程估算方法——其中一些半经验方法之使用效果已为我们的自由飞试验所证实;以我们已成功地进行过的带动力遥控试验机、摇控热气飞艇带飞/投放、飞机带飞/投放的失速/尾旋模型自由飞试验为例,剖析了组成整个飞行剖面的各个飞行阶段之特点和影响因素,并以此为据提出了充分利用自由飞试验空间的一些见解。

带动力模型自由飞试验测试系统设计与实现

分析了带动力模型自由飞试验测试系统设计要求及关键点,介绍了测试系统传感器的选型和基于片上系统的采集器设计方法,阐述了测试系统原理及软硬件实现,并以地面试验数据为例进行了数据的预处理和分析。试验验证表明,设计的测试系统满足了试验的测试要求,对同类测试系统具有参考价值。

高速风洞模型自由飞试验技术

风洞模型自由飞试验是介于普通风洞试验和飞行试验之间的一种特种风洞试验技术。本文对高速风洞模型自由飞试验技术的发展现状做了介绍,对风洞模型自由飞试验技术的共性特点,及其不同的子技术——普通模型自由飞试验、多体分离风洞自由飞试验及高速风洞投放模型试验——三种子技术之间的差异及各自所适用的应用领域进行了总结。其共性特点是:没有支撑干扰,能够实现模型在风洞中的自由飞行;能够实现对分离瞬间瞬态气动力的模拟;试验的重复性较普通风洞试验要差。三种子技术在共性特点基础上又具有不同的特点:其中普通风洞模型自由飞试验主要应用于飞行器动稳定性问题研究,多体分离风洞自由飞试验和高速风洞投放模型试验则是应用于飞行器各类多体分离问题,而由于试验技术的差异,使得多体分离风洞自由飞试验和高速风洞投放模型试验技术在具体的多体分离问题的应用范围上又有所不同。

基于某模型自由飞试验的测控与信息传输系统设计

针对模型自由飞试验的技术要求,设计了某模型自由飞试验使用的测控与信息传输系统,针对系统设计要点突破了多项关键问题,给出了系统关键点的设计方法和具体实现过程,并结合实例和仿真给出了相应的结果,通过地面试验对整个测控与信息传输系统的性能进行测试,包括地面及机载收发信机的接收灵敏度测试、系统时延测试等,试验结果表明,收发信机接收灵敏度及链路延时等指标都能满足模型自由飞试验的要求;对同类型系统设计有重要参考价值。

非平面模型自由飞运动及气动参数辨识的数值模拟研究

本文通过模型非平面自由飞数值模拟和气动参数辨识研究在忽略非平面运动效应情况下参数辨识的可靠性和精度。分别考虑了轴对称细长体和飞机型两种不同的外形。在有偏航和滚转运动的情况下，仅从记录的俯仰平面的投影角用平面自由飞辨识方法来得到它们的气动阻尼参数。结果表明对飞机型外形气动力结果可产生极大的偏离，而对轴对称体，只要偏航角不太大则无明显影响。