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折叠翼飞行器气动弹性与动力学仿真

王杰  
【摘要】:折叠翼飞行器作为未来智能变形飞机的重要设计方案,其气动弹性和动力学仿真问题正在受到研究者的极大关注。本文以洛克希德·马丁公司设计的折叠翼飞行器为研究对象,在分析其结构特性基础上,对其颤振进行了研究,之后重点论述了如何运用MD.ADAMS进行飞行动力学仿真。 首先通过有限元分析技术,通过分析和定义铰链约束的类型,建立折叠翼飞行器的有限元模型,在此基础上分析固有模态,并进行了颤振分析。引入机翼折叠角和铰链刚度作为研究参数,分析在折叠过程中上述两个参数对模态和颤振速度的影响。 其次论述了飞机的动力学方程的建立,并对其进行了小扰动线性化,建立系统的传递函数。针对纵向的飞行控制系统,研究了其组成和控制方案,运用PID控制方法设计了纵向的俯仰状态和高度的控制律。 最后在ADAMS软件平台上,应用虚拟样机技术,考虑刚柔混合模型,开发了计算变形机翼的空气动力学子程序。在ADAMS中构造飞行控制系统,对折叠翼飞行器进行了动力学仿真。重点研究了飞行控制过程中飞行参数和驱动的变化规律,为折叠翼飞行器的进一步研究提供理论的参考依据。


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