特技飞行中姿态参数的测量研究

飞机的姿态参数是研究飞机飞行状态的重要依据,在特技飞行试验中尤为重要,目前飞行试验中飞机姿态参数的测量是由全姿态组合陀螺仪完成的.在大迎角、失速、尾旋等特技飞行试验中.机载陀螺仪输出的姿态参数经数据采集系统处理后与飞机真实飞行状态之间存在误差.通过研究飞机的飞行状态与姿态参数输出特点.分析了姿态参数测量误差存在的原因.利用换向器技术改变输出多值性的问题,并在特技飞行试验中对改进的方法进行了多次验证,以期对今后大迎角、失速、尾旋等高风险、高难度特技飞行试飞中姿态参数的测量起到借鉴与指导的作用,为保证新机试飞任务顺利完成、保障飞行员生命安全提供有效的参考依据.     

某型飞机的偏离特性/尾旋敏感性分析

综合利用几种判据预测了具有新一代气动布局的某型飞机其偏离特性和尾旋敏感性。给出了β+δ轴稳定性指示法判据、侧滑偏离参数CnβD判据、横向操纵偏离参数LCDP判据、Weissman判据图和耦合判据的物理意义、数学表达式及稳定性条件。针对具有新一代气动布局的某型飞机模型并结合相关试验数据,利用上述几种判据进行仿真计算和综合分析,得到了该飞机的偏离特性和尾旋敏感特性。仿真结果表明,利用这些判据计算偏离特性和尾旋敏感特性能够在一定程度上较好地预测飞机大迎角运动的稳定性,有利于指导真实试飞。     

基于流场显示技术的冰污染平尾失速试飞技术

飞机结冰后的平尾失速(冰污染平尾失速)问题严重威胁着飞行安全。为深入研究飞机结冰后的平尾失速敏感性、建立优化的试飞状态矩阵,国内首次将流场显示技术应用于某型飞机带模拟冰型条件下的平尾失速敏感性验证试飞中。基于试飞中的流场特性和载荷响应,研究了试验飞机的平尾失速特性及失速裕度,对比分析了不同冰型、不同襟翼偏度、不同重心状态下飞机的平尾失速特性,建立了优化的试飞状态矩阵。结果表明：利用流场显示技术可以直观、有效地判断飞机结冰后的平尾失速敏感性以及临界试飞状态,对飞机气动设计的优化及试飞效率的提高具有重要意义。     

歼击机强度包线边界状态点试飞验证

摘要：强度包线边界状态点试飞验证是歼击飞机设计定型试飞必须进行的项目，由于飞机在此状态下很可能已接近甚至超过机动能力和使用载荷限制，因此具有风险高，难度大的特点。本文首先介绍了歼击机强度包线的组成及扩展试飞方法，以某型机为例，说明了强度包线边界状态点试飞中可能出现的问题，对比分析了同一试飞状态点在控制律更改先后不同试飞结果，最后对飞机强度包线边界状态点试飞及控制律更改/优化设计提出了建议。     

大迎角飞行晶质模拟研究

为了探索出一条适合于评估失速迎角前大迎角飞行品质评估的思路 ,通过选取推杆并改变1 0°姿态角 ,带过载的从一侧到另一侧的倾斜并截获 90°滚转角及空 -空跟踪三项任务作为子任务集 ,在一台地面飞行模拟器上对一架第三代战斗机大迎角飞行品质进行了评估 ,并把评估结果与通过等效系统方法得到的结果进行了对比 ,结果表明尽管大迎角品质边界相对于小迎角有所不同 ,但只要适当调整品质边界 ,则用于评估小迎角品质的方法如等效系统等 ,在大迎角时仍可采用     

民用飞机迎角限制器设计与分析

该文对飞机边界控制中的迎角限制技术进行了分析,对几种工程实用的迎角限制器结构以及优缺点进行了描述,结合A320飞机以及C17飞机的迎角限制器的特点,给出了一种迎角限制器设计方案,对设计的迎角限制器的工作原理进行了描述;然后基于一种典型民用飞机进行了迎角限制器控制律设计,使用Matlab/Simulink软件建立了迎角限制器控制律仿真模型;最后对飞机迎角限制器控制律模型进行了仿真验证,结果表明设计的迎角限制器方案是可行的,可应用于工程实际。     

基于分支分析与突变理论的耦合动力学

过失速机动是现代先进战斗机的重要特征。飞机在大迎角过失速机动飞行时,会产生强烈的运动耦合、惯性耦合等复杂的非线性特性,传统的建模和控制方法都难以准确预测和全面掌握飞机的耦合特性。该文以非线性系统的分支分析和突变理论及相应的数值计算方法为工具,重点对现代先进战斗机急滚机动飞行时的惯性耦合现象和大迎角俯仰运动时的耦合现象进行了特性分析研究,有效全面地揭示了飞机的非线性动力学全局特性以及耦合动力学特性,预测了耦合现象给飞机带来的不利影响,并通过时域仿真验证了该方法的有效性,从而为控制律设计、改善飞机的飞行品质打下基础。     

基于飞机空气动力和动力学方程的非线性分析李雅普诺夫稳定性

飞机的稳定性是飞行动力学的重要组成部分，基于飞机空气动力和动力学方程的非线性，将李雅普诺夫稳定性分析方法应用于飞机在定常大迎角飞行状态的稳定性分析，该方法克服了小迎角的局限性，在某型号设计中得到了具体的应用。     

飞机稳态失速螺旋特点仿真

针对现有飞机失速螺旋动力学本质和失速特点研究不足的现状,分析了飞机失速和失速螺旋产生的原因,从失速螺旋的进入、定常、改出三个阶段分析了失速螺旋的运动学特点,用力的平衡法推导出失速螺旋运动中的速度、半径、损失高度和时间的计算式及六自由度运动学方程,并运用MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型对稳态平螺旋进行实时仿真计算,通过仿真可以直接观察失速螺旋过程中机体的实时姿态及运动轨迹,解决了飞机稳态尾旋过程状态获取困难的问题。仿真结果表明:构建的模型和使用的方法真实可靠,具有一定的实用性,相关方法也可以运用到其他机型稳态失速螺旋的研究过程中,研究结果可为相关飞行人员提供参考,为安全飞行,避免尾旋奠定理论基础。     

对某型号民用飞机迎角传感器安装位置的研究

迎角传感器通过感知周围流场的方向,有效的测量飞机的迎角,并将迎角信号发送至相关系统,达到防止飞机进入失速状态的目的。流体力学计算软件具有模拟气流流场特性的功能。本文通过流体力学计算软件模拟出某型号民用飞机在不同的飞行条件下,机头区域的流场图谱以及压力云图。在相关图谱的分析支持下,从理论上选择出符合迎角传感器安装要求的位置。     

文章编号：调整试飞阶段的某型飞机气动参数辨识实现方法

针对飞机调整试飞阶段质量特性数据变化较大的特点,以及飞行测试的限制,提出了一种气动参数辨识实现方法,该方法包括飞机质量特性数据的获得、飞行测量数据的重建等辨识数据的完善和成熟的辨识算法.并以某型飞机为例进行了纵向气动参数辨识,计算结果合理,表明该方法有效,具有很好的工程应用价值.     

调整试飞阶段的某型飞机气动参数辨识实现方法

针对飞机调整试飞阶段质量特性数据变化较大的特点,以及飞行测试的限制,提出了一种气动参数辨识实现方法,该方法包括飞机质量特性数据的获得、飞行测量数据的重建等辨识数据的完善和成熟的辨识算法。并以某型飞机为例进行了纵向气动参数辨识,计算结果合理,表明该方法有效,具有很好的工程应用价值。     

积冰对飞机本体纵向非线性动力学稳定域的影响

积冰威胁飞行安全,研究积冰对飞机稳定性的影响对确保飞行安全具有重要意义。积冰导致飞机失速迎角降低,仅研究飞机在小迎角线性段的稳定性是不充分的,还需对其非线性动力学稳定域进行研究。首先,基于积冰条件下的飞机气动系数曲线,建立积冰飞机纵向运动的非线性模型;然后,根据非线性动力学理论构造出飞机纵向运动的稳定域边界,并利用时域仿真对稳定域边界进行验证;最后,通过对比无冰与积冰条件下稳定域的变化,分析积冰对飞机稳定域的影响,并将积冰对飞机稳定域的影响和其对气动系数的影响进行对比。积冰条件下飞机稳定域在俯仰角速度方向上收缩约20%,稳定域边界处的最大迎角减小约1°。研究结果表明,积冰条件下飞机稳定域的变化与气动系数的变化一致,积冰导致飞机的稳定域缩小,容易引起飞行事故。     

某型辅助动力装置进发相容性试飞技术

针对某型飞机辅助动力装置进气系统的飞行试验,首先建立了该飞机机身和辅助动力装置进气系统的仿真模型,并分别对其在地面和空中进行了数值仿真研究,计算了在不同试验条件下,APU进气系统的性能和畸变指数,然后将数值仿真结果同前期试飞数据进行对比,进一步验证数值仿真方法的可靠性,优化仿真模型,最后利用优化后段仿真模型计算后续即将进行段地面试验和飞行试验,为后续侧风、顺风地面试验以及试飞中试验点的选取提供参考,达到了试飞前预测和优化试飞目的。     

某型飞机高原机场放起落架的安全高度

根据某型飞机4km以上禁止放起落架的规定及高原机场的使用要求，研究了该型飞机在高原机场着陆时放起落架的安全高度。分析了该型飞机在4km以上禁止放起落架的理论原因．应用马尔可夫链模型建立了人机系统飞行安全的数学模型，通过计算与分析评估了4-5km之间高度上放起落架的飞行风险，研究了确保4—5km之间放起落架后飞行安全的特殊措施。理论研究、模拟器模拟试飞结果与高原机场飞行结果一致。     

民用运输类飞机最小操纵速度试飞对比研究

根据运输类飞机适航标准中CCAR25.149条最小操纵速度的型号合格审定试飞要求,对民用运输类飞机在适航取证过程中需要通过试飞验证的三种最小操纵速度考察的飞行阶段、试飞限制条件及要求、试飞方法等进行了对比分析研究,最后结合分析结果给出试飞计划安排。可供民用运输类飞机最小操纵速度适航试飞参考。     

失速对飞行安全的影响以及处置方法

飞机失速是考验每一位飞机员应急处置的能力。正所谓安全无小事，任何发生在飞行过程中的小问题都应该认真对待，因为一旦处理不当，都将会遣成意想不到的后果。其实，飞机在发生失速情况时并不可怕，可怕的是慌乱中判断失误，忘记改出。所以这就需要飞行员在飞行过程中保持冷静的态度，做到早避免．早发现，早改出的“三早”原则，准确判断哪些飞行状态会导致失速，并且能够在飞机失速状态下迅速，有效的采取连续修正措施，确保飞行安全。     

飞机大迎角纵向机动稳定性及通向混沌的道路

基于非线性动力学理论,分析了飞机大迎角纵向机动的稳定性及混沌行为。根据纵向机动的动力学模型,分析了飞机在大迎角状态下的飞行稳定性,通过Lyapunov稳定性原理,给出了不同参数匹配条件下飞机的纵向机动稳定域;以升降舵偏角和质量为系统参数,利用Melnikov方法,研究了飞机纵向机动的混沌运动,得到通向混沌的道路;通过数值仿真得出不同条件下的飞机纵向运动的Lyapunov指数,分析实验结果并对理论推演进行了验证。结果表明:大攻角机动情况下,飞机极易进入混沌状态,造成飞行不稳定甚至导致飞行事故。     

民用飞机高速特性飞行试验方法及飞行计划研究

《CCAR-25运输类飞机适航标准》中B部分高速特性考察了高速飞行时飞机的稳定性及操纵性，是适航标准中重要的组成部分。高速特性试飞是民机型号合格审定中必须演示的高风险试飞科目之一。该文在对适航标准的分析理解基础上，进行高速特性试飞计划研究，对试飞中飞机的飞行任务、试飞构型、飞行速度、重量重心和动力设置状态等进行详细定义，可用于组织民用运输类飞机的型号合格审定试飞。     

Viper Jet无人机等离子体流动控制飞行验证

以往的地面风洞实验研究表明等离子体流动控制具有极大的实用价值。为探索等离子体流动控制应用的关键技术,开展了低速无人机等离子体流动控制飞行验证研究。首先,设计了无人机试飞实验系统和试飞方案,据此进行激励特性测试和地面风洞实验,测试了毫秒脉冲等离子体激励的放电特性,在风洞中验证了毫秒脉冲等离子体流动控制对Viper Jet无人机失速分离的控制效果。然后,进行了Viper Jet无人机等离子体流动控制飞行验证,结果表明AC-DBD激励能有效减小飞机起飞与降落滑跑距离。