本文關(guān)鍵詞：一種無舵飛行驗(yàn)證機(jī)的氣動特性研究與試飛驗(yàn)證

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【摘要】：常規(guī)飛行器都是依靠舵面進(jìn)行飛行姿態(tài)控制,但是傳統(tǒng)舵面會帶來隱身性降低、結(jié)構(gòu)重量大、檢修維護(hù)繁瑣等諸多問題。為了對常規(guī)飛行器的氣動性能進(jìn)行改善,本文以環(huán)量控制為技術(shù)手段取代了舵面,設(shè)計(jì)和試飛了一款完全無舵面的飛行器。論文首先簡要介紹了常規(guī)舵面的作用與缺陷,國內(nèi)外在無舵面試飛領(lǐng)域的研究以及環(huán)量控制技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。之后,設(shè)計(jì)了一套可實(shí)現(xiàn)上下吹氣的環(huán)量控制裝置用于替代傳統(tǒng)舵面,測定了其主要特性參數(shù),通過研究其流場特性分析了作用機(jī)理。然后,進(jìn)行了無舵面飛行器載機(jī)的設(shè)計(jì),確定了構(gòu)型參數(shù)。制作了無舵面飛行器縮比模型,進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),測定了該飛行器的常規(guī)氣動參數(shù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了整機(jī)常規(guī)舵面舵效實(shí)驗(yàn),得到了該構(gòu)型飛行器的常規(guī)舵面控制規(guī)律。之后制作了內(nèi)埋了環(huán)量控制裝置的無舵面機(jī)翼,通過與同尺寸帶舵面機(jī)翼的對比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:在10m/s風(fēng)速下,無舵面機(jī)翼最大可以產(chǎn)生50°的副翼舵效和10°的升降舵效;該環(huán)量控制無舵面機(jī)翼可有效幫助無舵面飛行器改出巡航配平狀態(tài);該環(huán)量控制無舵面機(jī)翼在上下同時(shí)吹氣時(shí)可以改變偏航力矩,具有取代方向舵的潛力。最后,進(jìn)行了氣動建模和氣動參數(shù)估算,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對無舵面飛行器進(jìn)行了飛行仿真,初步驗(yàn)證環(huán)量控制裝置的有效性。搭建了無舵面試飛驗(yàn)證平臺,試飛驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的環(huán)量控制裝置可有效替代舵面對飛行器飛行姿態(tài)進(jìn)行操控,幫助飛行器實(shí)現(xiàn)完全無舵面飛行。
【關(guān)鍵詞】：無舵面 飛行控制 環(huán)量控制 舵效 試飛
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V211.4;V217
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 常規(guī)舵面簡介14-15
• 1.2 國內(nèi)外關(guān)于無舵面試飛的研究15-17
• 1.3 環(huán)量控制技術(shù)的研究17-20
• 1.4 本文的主要研究工作20-21
• 1.4.1 研究任務(wù)20
• 1.4.2 本文主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法21-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞21-22
• 2.2 流動顯示測量系統(tǒng)22-24
• 2.3 氣動力、力矩測量系統(tǒng)24-25
• 第三章 環(huán)量控制裝置設(shè)計(jì)與研究25-38
• 3.1 環(huán)量控制裝置設(shè)計(jì)25-28
• 3.2 環(huán)量控制裝置參數(shù)標(biāo)定28-29
• 3.3 環(huán)量控制裝置的氣動特性研究29-37
• 3.3.1 環(huán)量控制裝置氣動力測量29-32
• 3.3.2 不同電流輸入的PIV流場研究32-33
• 3.3.3 上下同時(shí)吹氣的PIV流場研究33-34
• 3.3.4 不同迎角下的PIV流場研究34-36
• 3.3.5 巡航速度∞ = 15/時(shí)的PIV流場研究36-37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 第四章 無舵面飛行器設(shè)計(jì)與研究38-56
• 4.1 無舵面飛行器構(gòu)型設(shè)計(jì)38-39
• 4.2 基無舵面飛行器全機(jī)氣動特性39-41
• 4.2.1 不同風(fēng)速下的測力結(jié)果39-40
• 4.2.2 不同鴨翼安裝角的測力結(jié)果40-41
• 4.3 全機(jī)普通舵面舵效實(shí)驗(yàn)41-43
• 4.4 環(huán)量控制裝置舵效分析43-55
• 4.4.1 用于研究環(huán)量控制裝置舵效的模型43-46
• 4.4.2 環(huán)量控制副翼激勵器的控制效果分析46-48
• 4.4.3 環(huán)量控制副翼激勵器的阻力特性48
• 4.4.4 環(huán)量控制升降激勵器的控制效果48-51
• 4.4.5 環(huán)量控制升降激勵器的升力特性51-52
• 4.4.6 環(huán)量控制升降激勵器對升阻比的影響52-53
• 4.4.7 環(huán)量控制裝置改出配平及偏航效果53-54
• 4.4.8 環(huán)量控制副翼和升降激勵器聯(lián)合控制效果54-55
• 4.5 小結(jié)55-56
• 第五章 飛行仿真與試飛56-73
• 5.1 基于Datcom的氣動數(shù)據(jù)估算56-60
• 5.1.1 Datcom估算軟件簡介56-57
• 5.1.2 建立估算模型57-60
• 5.2 基于MATLAB的飛行器飛行控制仿真60-65
• 5.2.1 飛行仿真過程簡介60-61
• 5.2.2 無舵面飛行器滾轉(zhuǎn)仿真結(jié)果61-63
• 5.2.3 無舵面飛行器俯仰仿真結(jié)果63-65
• 5.3 無舵面試飛驗(yàn)證65-72
• 5.3.1 試飛驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集平臺介紹65-66
• 5.3.2 試飛過程及分析66-70
• 5.3.3 試飛數(shù)據(jù)分析70-72
• 5.4 小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鄭無計(jì);張登成;張艷華;曾志敏;;超臨界翼型射流環(huán)量控制的數(shù)值計(jì)算[J];航空計(jì)算技術(shù);2014年03期

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3 程玉慶;焦予秦;;噴氣吹氣襟翼對翼型氣動性能影響研究[J];航空計(jì)算技術(shù);2006年01期

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本文編號：1032663