风切变对直升机飞行特性的影响

论文摘要

风切变(尤其是低空风切变)危及直升机的飞行安全,风切变导致的飞行事故时有发生。本文建立了侧风条件下的直升机飞行动力学模型及配平方法,研究侧风的大小及方向对直升机悬停配平特性的影响,结果表明侧风的大小和方向对直升机悬停状态的操纵、姿态等配平结果有较大影响。然后,建立了一维、二维和三维风切变模型,在直升机线化模型的基础上,分别研究水平风各向梯度及其组合梯度、侧向风各向梯度及其组合梯度和铅垂风各向梯度及其组合梯度对直升机飞行特性的影响,结果表明,水平风的垂直梯度对直升机飞行特性的影响最大,侧向风的侧向梯度影响最小。最后,研究一维、二维、三维风切变对直升机飞行特性的影响,结果表明,三维组合风切变场对直升机飞行特性的影响更大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究情况及发展趋势
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 侧风对直升机悬停配平特性的影响
• 2.1 坐标系的定义
• 2.2 各坐标系之间的关系
• 2.3 侧风条件下的直升机飞行动力学模型
• 2.3.1 侧风风向的定义和选取
• 2.3.2 侧风条件下的直升机飞行动力学建模
• 2.3.2.1 旋翼气动力模型
• 2.3.2.2 尾桨气动力模型
• 2.3.2.3 尾翼气动力模型
• 2.3.2.4 机身气动力模型
• 2.3.3 直升机运动方程
• 2.3.4 样例直升机的配平及线化
• 第三章 风切变模型
• 3.1 风切变及其线性化描述
• 3.1.1 风切变现象及其对直升机飞行的影响
• 3.1.2 风切变现象模型化描述
• 3.2 本文风切变模型
• 3.2.1 风切变是纵向水平距离的函数
• 3.2.2 风切变是侧向距离的函数
• 3.2.3 风切变是铅垂距离（高度）的函数
• 3.2.4 各种风切变模型
• 第四章 风切变对直升机飞行特性的影响
• 4.1 风切变场中直升机响应研究的方法
• 4.2 风切变对直升机飞行特性的影响
• 4.2.1 纵向水平风梯度对直升机飞行特性的影响
• 4.2.2 侧向风梯度对直升机飞行特性的影响
• 4.2.3 铅垂风梯度对直升机飞行特性的影响
• 4.2.4 不同风切变对直升机飞行特性的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文主要工作内容
• 5.2 本文主要结论
• 5.3 进一步研究工作的设想
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文