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飞机横向非定常气动力特性研究

苗伟  
【摘要】: 在3m低速风洞中,利用一套动态试验设备对某飞机模型进行大振幅动态试验。该动态试验系统不仅能模拟模型绕体轴的单自由度滚转和偏航运动,还能模拟模型绕体轴的偏航-滚转耦合运动。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、偏航和偏航-滚转耦合运动的动态试验。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,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。 以模型动态风洞试验结果为依据,采用动导数仿真方法获得模型的偏航阻尼导数和滚转阻尼导数,分析了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,顺时针方向运动的力矩系数曲线迟滞环对应的动导数为正值,逆时针方向运动的力矩系数曲线迟滞环对应的动导数为负值。在风洞试验数据和动导数仿真结果的基础上,分别采用准定常模型和非定常模型叠加获得的气动力与耦合运动风洞试验获得的气动力相比较,结果表明,准定常模型叠加结果在大迎角时获得的气动力与耦合实验测量的结果在迟滞环方向上一致,量值上也比较接近;非定常模型叠加获得的气动力无论是量值上还是非定常特性方面均与耦合实验测量的气动力有很大差异。


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