黄宇， 阎超,*， 席柯， 王文

1.北京航空航天大学 航空科学与工程学院， 北京　100083 2.中国兵器工业导航与控制技术研究所, 北京　100089



基于数值虚拟飞行技术的飞行器动态特性分析

黄宇1， 阎超1,*， 席柯2， 王文1

1.北京航空航天大学 航空科学与工程学院， 北京100083 2.中国兵器工业导航与控制技术研究所, 北京100089

基于结合结构重叠网格、闭环PID控制器、舵偏控制律、刚体六自由度运动和非定常Navier-Stokes方程求解等模块的数值虚拟飞行技术，对“起源号”返回舱、基本带翼导弹外形的多自由度非定常运动、受控特性及控制参数的整定开展了模拟。分析了不同自由度(DOF)下飞行器的运动特性，飞行器受扰动后的稳定性及控制参数的整定。计算结果表明：利用数值虚拟飞行技术可有效地开展复杂流动下飞行物体非线性运动问题的研究，对研究飞行器在非线性流动下的动态特性、受控特性、流动机理研究以及控制律的设计检验具有较高的工程价值和应用前景。

计算流体力学(CFD)； 重叠网格； PID控制； 虚拟飞行； 动导数； 控制参数整定； 动态特性； 非定常流动

飞行器在大迎角、过失速等状态下飞行时，会出现复杂的分离涡等强非线性、非定常流动，与飞行器运动耦合将会使飞行器产生一系列的非定常运动现象，如极限环摇滚、俯仰振荡等，从而引起飞行器气动力的突变、迟滞及非对称特性，极易导致飞行器运动进入发散状态，严重影响飞行器的安定性、稳定性及受控性。由此，现代先进空战武器设计对飞行器的动态特性、稳定性及控制效率等的预测技术提出了要求[1]。……