飞机大振幅动态实验及其非定常气动特性研究

论文摘要

在南京航空航天大学的NH-2低速风洞中,利用一套两自由度大振幅运动动态试验设备对Su-27飞机模型进行大振幅动态试验。该动态试验台不仅能实现模型绕体轴大振幅单自由度俯仰、偏航、滚转运动,而且能实现模型偏航滚转耦合运动和俯仰滚转耦合运动,满足飞机大振幅耦合运动风洞试验的需要。本文介绍了模型大振幅运动的风洞试验方法,对试验台控制角度转化为气流轴系中的迎角和侧滑角进行了推导。运用动态实验台分别对模型进行了大振幅滚转、偏航、俯仰和偏航-滚转耦合运动的动态试验。分别用FFT和最小二乘拟合的方法对原始的实验数据进行滤波处理,结果表明,最小二乘拟合在模型低频运动时的处理结果比FFT滤波的结果要好,而在高频运动时,两种滤波方法的结合使用能更好的滤出数据中的噪声。最后,以模型动态风洞试验结果为依据,分析了模型的支撑迎角和振动频率对模型非定常滚转力矩和偏航力矩的影响,以及动导数的正负值与非定常力矩系数迟滞环转动方向之间的关系,结果表明,模型的支撑角对非定常滚转力矩和偏航力矩的动稳定性有很大影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究内容
• 1.3 目的和创新
• 第二章 试验设备和方法
• 2.1 试验设备与模型
• 2.2 试验设计及方法
• 2.3 坐标轴系和飞机的运动参数
• 2.3.1 常用坐标系
• 2.3.2 飞机运动参数的定义
• 2.3.3 各坐标轴系之间的关系和转换
• 2.3.3.1 坐标变换的一般方法
• 2.3.3.2 坐标变换矩阵
• 2.4 数据采集与处理系统
• 2.4.1 数据采集系统
• 2.4.2 数据处理
• 第三章 数字滤波器
• 3.1 FFT 滤波方法
• 3.2 最小二乘拟合滤波方法
• 3.3 结果比较
• 3.3.1 俯仰运动结果比较
• 3.3.2 滚转运动结果比较
• 3.3.3 偏航运动结果比较
• 第四章 单自由度运动试验结果分析
• 4.1 单独滚转运动（侧装）
• 4.1.1 模型支撑攻角的影响
• 4.1.2 模型振动频率的影响
• 4.2 单独滚转运动（正装）
• 4.2.1 模型支撑攻角的影响
• 4.2.2 模型振动频率的影响
• 4.3 单独偏航运动
• 4.3.1 模型支撑攻角的影响
• 4.3.2 模型振动频率的影响
• 4.4 单独俯仰运动
• 4.5 小结
• 第五章 偏航滚转耦合运动结果分析
• x与侧滑角β 的关系'>5.1 滚转力矩系数 Cm_x与侧滑角β 的关系
• y与侧滑角β 的关系'>5.2 偏航力矩系数 Cm_y与侧滑角β 的关系
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文