基于微分流形理论的结冰条件下飞机鲁棒动力学边界研究

基于微分流形理论构建了一种结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统设计方案。首先基于微分流形理论计算了飞机未结冰时的动力学边界,并用Monte Carlo法验证了其准确性和高效性;其次,以结冰因子影响模型为基础,研究了不同结冰程度下飞机动力学边界的变化规律;进而提出了飞机鲁棒动力学边界,并设计了结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统。当飞机遭遇结冰不利飞行环境时,相比于传统动力学边界,该鲁棒动力学边界不需获取准确的冰型信息和结冰严重程度。考虑当前结冰检测技术手段,提出的方法具有更加广泛的工程应用意义。在飞机超出动力学边界之前,边界保护系统作用使飞行状态保持在安全阈值范围内,从而保证飞机安全可控。     

基于微分流形理论的结冰条件下飞机鲁棒动力学边界研究

由于对飞机结冰的相关基础科学问题缺乏全面而清晰的认识，现有结冰防护手段还不能完全消除结冰的危害，因结冰导致的重大飞行事故时有发生，成为了困扰航空工业发展的难题。为了有效支撑我国高端飞行器的研制，系统地开展飞机结冰致灾与防护的基础问题研究具有紧迫的现实意义和深远的科学意义。本专栏依托国家重点基础研究发展计划（973计划）“飞机结冰致灾与防护关键基础问题研究”而设立，围绕结冰对大飞机气动特性和飞行特性的影响规律、致灾机理及安全保障方法等关键科学问题，对结冰后复杂流场的数值模拟、结冰后动力学特性分析、结冰风险量化评估、结冰安全防护理论与方法等内容展开了深入研究，集中体现了该项目取得的新成果，可为相关研究人员提供有益的参考。同时，本专栏采用视频加载等增强出版形式，读者可扫描文中二维码链接来观看论文相关实验视频资料，以加深对所研究问题的认识。限于人力、物力、时间以及研究者水平，文中所述方法及结论可能存在一定局限性。我们相信，随着国内结冰问题研究手段和方法不断取得突破，必将极大地助力新型飞机的研制，使航空工业发展跃上新的台阶！