结冰后飞机的纵向稳定性和操纵性研究

论文摘要

本文针对不同结冰冰型对飞机气动特性以及纵向稳定性和操纵性的影响进行了研究。首先,概述了飞机结冰对飞行安全的影响,回顾了国内外在飞机结冰方面的研究情况,对飞机在飞行中的结冰类型、结冰对气动特性以及稳定性和操纵性的影响进行了分析讨论。其次,通过最小二乘法原理对结冰翼型气动实验数据分析处理,拟合出不同冰型的升力系数增量,阻力系数增量,俯仰力矩系数增量随迎角的变化关系。检验后作为经验公式,选取典型民航飞机作为算例,进而计算得到机翼单独结冰、尾翼单独结冰和机翼尾翼同时结冰的纵向气动系数增量。然后,进行结冰飞行动力学建模,并通过六自由度飞行动力学模型进行仿真计算,与结冰后的飞机纵向稳定性和操纵性计算结果进行对比验证。最后,对不同结冰冰型的计算结果进行分析比较,并提出解决措施。研究结果表明,结冰对飞机的纵向稳定性和操纵性有很大影响,危害飞行安全。不同冰型和不同结冰部位对飞机的纵向稳定性和操纵性影响也各不相同。本文为各种结冰条件下的飞行安全研究提供了有意义的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外飞机结冰研究进展
• 1.2.1 国外飞机结冰研究进展
• 1.2.2 国内飞机结冰研究状况
• 1.3 本文的工作
• 第二章 结冰冰型及结冰对飞机稳定性和操纵性的影响
• 2.1 结冰机理与结冰冰型
• 2.1.1 飞机结冰条件与机理
• 2.1.2 飞机结冰冰型
• 2.2 结冰对飞机气动特性的影响
• 2.2.1 升力表面结冰对气动特性的影响
• 2.2.2 升阻比下降
• 2.2.3 失速速度增大
• 2.3 结冰对飞机稳定性和操纵性的影响
• 2.3.1 飞机的稳定性和操纵性概述
• 2.3.2 结冰对飞机的稳定性和操纵性的影响
• 第三章 结冰后飞机纵向气动特性的计算
• 3.1 结冰后翼型的气动特性建模
• 3.1.1 风洞结冰实验原始数据
• 3.1.2 多项式拟合结冰翼型气动特性方程
• 3.1.3 多项式拟合结冰翼型气动特性方程的验证分析
• 3.2 结冰后飞机的纵向气动特性计算
• 3.2.1 全机仅机翼结冰的计算过程及结果
• 3.2.2 全机平尾结冰的计算结果及分析
• 3.2.3 全机机翼、平尾同时结冰的计算结果及分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 飞机纵向稳定性和操纵性计算
• 4.1 结冰飞行动力学建模
• 4.1.1 常用坐标系和坐标转换
• 4.1.2 纵向稳定性和操纵性计算
• 4.2 软件实现
• 4.2.1 整体的仿真模型框架
• 4.2.2 基于XML 技术的结冰后气动增量模块
• 4.2.3 软件主要视图界面
• 第五章 结冰对飞机纵向稳定性和操纵性的影响
• 5.1 干净飞机的纵向稳定性和操纵性
• 5.2 带A 冰型后飞机的纵向稳定性和操纵性
• 5.2.1 机翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.2.2 尾翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.2.3 机翼和尾翼同时结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.3 带B 冰型后飞机的纵向稳定性和操纵性
• 5.3.1 机翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.3.2 尾翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.3.3 机翼和尾翼同时结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.4 带C 冰型后飞机的纵向稳定性和操纵性
• 5.4.1 机翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.4.2 尾翼结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.4.3 机翼和尾翼同时结冰后的飞机稳定性和操纵性
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 论文内容的回顾
• 6.2 论文的结论总结
• 6.2.1 纵向气动特性的变化
• 6.2.2 纵向稳定性和操纵性的变化
• 6.3 论文工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果