张戈, 王正平, 任钟霖

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

分布式非线性气动力模型弹性飞机动力学研究

张戈, 王正平, 任钟霖

(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

建立了线性与非线性两种分布式气动力模型,在弹性飞机模型上添加所建立的气动力模型,验证了整个系统的有效性。对所建立的模型进行着陆及突风扰动动力学仿真,对比线性及非线性气动力模型的飞机动力学响应的差异,结果表明非线性气动力模型能够更合理地计算飞机大迎角状态下的气动载荷及动力学响应。

柔性飞机; 非线性; 分布式气动力; 动力学

引言

在大展弦比太阳能无人机、高空长航时无人侦察机等飞机设计时,大展弦比机翼及先进复合材料技术的应用越来越普遍,这使得相应的飞机动力学仿真必须考虑飞机的结构弹性特征、沿展向的气动力分布特性以及大迎角下的气动力非线性特征[1]。

目前大多数相关研究在对弹性机身进行分布式气动力建模时,都采用线性气动力模型。但是大展弦比弹性飞机在受到突风扰动、着陆等情况时,其机翼或机翼的某一部分会进入大迎角状态,升力进入非线性段,此时线性气动力模型无法准确描述飞机的气动载荷。因此有必要研究在上述大迎角状态下,采用线性及非线性气动力模型时动力学仿真结果的差异,以便对飞机设计提供更精确的参考。

1 飞机动力学建模

1.1 弹性飞机建模

为了简化问题,只考虑飞机结构的线弹性变形。……