2022年飞行力学课程实验报告 .pdf

《2022年飞行力学课程实验报告 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年飞行力学课程实验报告 .pdf（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 航空科学与工程学院飞行力学课程实验名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 模拟飞行实验：飞机典型运动模态激发一、实验目的1掌握常规布局飞机的模态特点2了解重心后移对稳定性的影响二、实验仪器和设备1教学飞行模拟器2数据后置处理计算机三、实验原理参阅：1王维军编 . 飞行仿真课程实验指导书. 北航 509 教研室 , 1996 2方振平，陈万春，张曙光编 . 航空飞行器飞行动力学 . 北京航空航天大学出版社， 20

2、05 1熊海泉等编 . 飞机飞行力学 . 航空专业教材编审组， 1990 2Etkin B. Aircraft Dynamics Stability and Control (3rd ed.). John Wiley & Sons, Inc., 1996 四、实验实验准备：1实验前复习有关飞机典型运动模态的内容；2听取实验指导教师介绍： 模拟控制台参数设置方法； 脉冲操纵方式的特点；模态参数的模拟飞行实验提取方法；3拟定模拟状态点和基本操纵方案，其中须覆盖下列任务要求：1）在某巡航状态激发典型的纵向运动和横航向运动典型模态；2）对比重心后移后，纵向模态特点的变化。（状态点和操纵方案需经小组充分

3、讨论。 ）实验过程：1加电、开机，硬件、软件初始化；2仔细观察实验指导教师的演示；3分组轮换进行模拟飞行实验，在预定时间内完成所有要求的任务，并正确记录数据。数据处理：1根据记录数据，提取与任务要求相关的模拟飞行段数据，并绘制曲线；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 2提取飞机飞行纵向和横航向模态参数。五、数据处理及分析（1） 纵向短周期t-q 图像t- 图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

4、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 t-V 图像分析： 根据以上图像分析可得出纵向短周期模态的特点为：迎角和俯仰角速度变化，而速度基本不变，周期短（一般为数秒量级），衰减快。其主要原因是：一般飞机均具有较大的静稳定力矩（恢复力矩），M会引起飞机较大的角加速度， 使飞机的迎角和俯仰角迅速变化。另一方面，飞机的阻尼力矩Mqq 也比较大，在震荡运动会产生较大的阻尼作用，使飞机的旋转运动很快的衰减下来，飞机的力矩在前几秒钟内基本恢复到原来的平衡状态。（2）纵向长周期t-

5、V 图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 t-q 图像t- 图像分析： 根据以上图像分析可得出纵向长周期模态的特点为：飞行速度和俯仰姿态角缓慢变化，周期长，衰减慢。主要原因：由于飞机的质量较大，而起恢复和阻尼作用的气动力 ZvV 和 XvV 相对比较小，所以作用在飞机上的外力处于不平名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

6、- - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 衡状态持续较长时间，重力和升力的作用使飞机航迹和速度变化。（3）横航向滚转模态t-p 图像t-图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 t-r 图像分析： 根据以上图像分析可得出横向滚转收敛模态的特点为：主要表现为飞机滚转角速度p 和滚转角 的迅速变化，而其他参数变化很小。一般来说，飞机的滚转转动惯量 Ix 通常比偏航转

7、动惯量Iz 小得多，在外界的扰动下，飞机很容易产生滚转，而不太容易产生偏航。并且滚转阻尼导数Lp 较大，使运动很快衰减。（4）横航向螺旋模态t-p 图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8 t-图像t-r 图像分析： 根据以上图像分析可得出横向螺旋模态的特点为：主要表现为扰动运动后期偏航角和滚转角单调而缓慢的变化。扰动后期参数 、p、r 的变化均很小，因而作用在飞机上的侧力和横航向力矩也很小，加上飞机的偏航转动惯

8、量较大，而偏航阻尼力矩又较小。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 （5）横航向荷兰滚模态t-p 图像t-图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 10 t-r 图像分析： 根据以上图像分析可得出横向荷兰滚模态的特点为：飞机一面来回滚转

9、，一面左右偏航，同时带有侧滑。假定飞机受到一个向右滚转的扰动，因而出现正的侧滑角 ，同时产生两个静稳定力矩L和 N ，L使飞机左滚，滚转角减小，N使飞机右偏航， 逐渐减小。飞机在滚转和偏航的过程中，由于阻尼力矩Lpp和 Nrr 的作用，使 p 和 r 不断降低。另外，产生的交叉力矩Lrr 和 Np p 可能对运动起激励作用也可能起阻尼作用，视交叉导数的符号而定。当飞机恢复到滚转角为零时，但一般 p 不为零，因此飞机又继续左滚转，继而左侧滑。六、思考题1模态参数辨识实验常用的飞行操纵方式有哪些？答：纵向操纵：油门输入、升降舵输入; 横向操纵：副翼输入、方向舵输入输入的模型常有：阶跃输入、脉冲输入

10、、正弦输入、随机输入等；2纵向扰动运动模态如何随重心变化？答：常规重心位于气动焦点之前的飞机具有纵向静稳定性，通常具有明显的常规模态特性，当重心后移，静裕度减小后，短周期频率将下降阻尼几乎不变。与此同时，长周期模态振荡复根随静裕度减小逐渐向实轴靠拢，当静裕度接近中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 11 立时，模态特征发生明显变化。随着静裕度的进一步下降，一个长周期根和一个短周期跟相互靠拢，重新耦合成一组新的阻尼比和频率都很低的振荡模态根（常成为第三振荡模态），另一个短周期根向负实轴发展，而令一个原长周期根向正实轴发展，当重心进一步后移，其演变为一个大实根，运动迅速发散。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -