大攻角细长体侧向力主动控制技术

【摘要】：本文以现代飞行器大攻角飞行遭遇复杂侧向力与力矩时产生的幻影侧滑现象为研究背景,以尖拱形细长旋成体模型作为实验对象,设计了一种主动流动控制技术,通过在南航低湍流度风洞进行的模型测力实验,详细地研究了该技术作用下细长旋成体侧向力攻角变化规律,加深了对细长旋成体背风区不对称涡系的空间结构以及涡系之间的相互作用的认识。 从非对称流动形成的原因着手,比较了不同扰动类型的细长旋成体大攻角侧向力特性,解释了来流小扰动和前体头尖部的细微不对称对非对称背涡与侧向力作用规律,进一步阐明了模型背风区为双稳态流动时模型侧向力迟滞环形成机制,加深理解了“扰动组合”的概念。 在此基础上完善了非对称背涡扰动的主动控制技术,设计了自主消除侧向力的闭环控制系统,在微控制器的控制下通过监视模型背部压力传感器的侧向力变化信号,及时跟踪分析侧向力变化趋势,并自动施加扰动作用,强迫非对称背涡转变为对称的涡结构。测力实验研究结果表明,该主动控制技术在细长旋成体侧向力产生的大攻角范围内都可以有效的消除侧向力。