一种基于升力面分解思想的横向状态空间模型
2014-12-25杨文尚祖铭卜忱
飞行力学 2014年5期
关键词:模型
杨文,尚祖铭,卜忱
(中航工业空气动力研究院气动发展部,黑龙江哈尔滨150001)
0 引言
随着战斗机飞行包线扩大到过失速区域及各种复杂机动的完成,作用在飞机上的气动力呈现高度的非线性及时间相关性,常规的准定常气动力模型已不再适用。建立准确、实用的大迎角非定常气动力模型是进行现代飞机飞行动力学分析、飞控系统设计及飞行仿真研究的前题。
最早的气动力模型是Bryan提出的线性模型。然而在大迎角下,该模型很难描述非线性气动力特性。Tobak[1]采用阶跃响应的方法建立了气动力系数与飞行状态参数变化历程的积分关系式,给出了气动力系数非线性、非定常数学模型的一般表达。虽然这种模型的理论较为完备,但过于复杂,实际应用中很难使用。Goman等[2]首先提出了状态空间模型的概念,它引用表征流动分离点或涡破裂位置的内部状态变量,将气动力系数与流动现象联系起来,不仅表达式简单,易于应用实现,而且有清晰的物理意义,便于对大迎角非定常气动力特性进行分析。但这种模型最大的缺陷在于横航向机动过程中还很难实际应用。近年来,一种所谓的“黑箱”方法也引起了许多学者的兴趣,它避开了复杂的物理机理,直接从飞行试验或者风洞试验中获得气动力数据,结合相应的运动状态变量,采用新型数学研究方法建立气动力与飞行状态之间的关系式。史志伟等[3]应用模糊逻辑方法建立了飞机非定常气动力模型,但这种纯数学方法在建模样本外的预测能力不太理想。……
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