基于直接力控制的阵风响应及阵风减缓研究
2012-11-08许晓平王军利
空气动力学学报 2012年1期
关键词:飞机
许晓平,周 洲,王军利
(西北工业大学 无人机特种技术重点实验室,陕西 西安710072)
0 引 言
阵风,又称突风(gust),是大气中一种强度较大的确定性风扰动。当飞行器遭遇阵风时,机体会产生附加的非定常气动力与力矩,从而对飞行器飞行性能产生不利影响。
根据干扰抑制理论,要减少这种气动力及其载荷影响,做到阵风作用的完全减缓,需要在阵风作用面上同一位置、同一时间产生一种与阵风作用力同样大的气动反作用力,而这一点在实际飞机系统中是不可能实现的[1]。
当飞机在飞行过程中受到阵风干扰,特别是垂直阵风及湍流的影响时,一般的情况下是靠偏转升降舵、以产生一个俯仰力矩使飞机转动,由俯仰姿态的改变来控制纵向的运动。其结果,一方面会产生一定的延迟时间;另一方面不能有效地抑制阵风产生的过载对飞机的影响,致使飞机长时间地颠簸,破坏了乘客的舒适感、乘坐品质和飞行品质,并由此产生动态结构载荷作用于飞机上。而采用闭环控制系统,依靠加速度传感器信号偏转附加控制面来完成一个直接升力的控制,其实质是以直接升力操纵来抑制阵风产生的过载,减缓气动载荷对飞机的影响。其结果,可迅速而有效地抑制阵风产生的过载对飞机的影响[1]。
目前,民用飞机上已经使用突风载荷缓和系统(GLV)来缓解阵风载荷的影响,A320系列飞机、波音7J7飞机及许多支线客机都采用了针对垂直突风的GLA主动控制系统。……
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