ф3.2米低速风洞单自由度动导数试验技术研究

论文摘要

动导数是飞机设计及运动分析(包括过失速机动飞行和尾旋分析)所需的重要参数,也是飞行控制律设计和飞机动态飞行品质研究的重要气动数据。本文研究了Φ3.2米低速风洞俯仰振荡和偏航/滚转振荡单自由度动导数试验技术。主要开展了如下工作:一、通过对国内外相关文献调研动,掌握导数的研究现状并进一步阐述进行此研究的必要性,并分别根据弹性?阻尼特性和飞行器小扰动方程建立动导数提取方程。二、对动导数数据采集系统所需要的硬件配置进行了研究,并基于各种数学变换对动导数的数据处理进行了研究,最后对各种动导数的计算方法进行了比较。三、论证并选定实现俯仰振荡的机构,利用虚拟样机技术完成俯仰振荡和偏航/滚转振荡两套装置的机械设计,并完成运动控制部分设计。四、完成两套机构的调试。利用所研制的俯仰振荡装置在Φ3.2米低速风洞进行风洞验证试验并对所获得的数据进行分析。结果表明:该装置所测试出来的数据数值合理、准确,具有测量动导数的能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 低速风洞单自由度动导数试验技术国内外研究现状
• 1.2.1 国外动导数研究现状
• 1.2.2 国内动导数研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 本章小结
• 第二章 低速风洞单自由度动导数试验原理
• 2.1 动力学相似准则
• 2.2 动导数试验原理
• 2.2.1 动导数的定义
• 2.2.2 基于单自由度振荡动导数试验原理
• 2.2.3 基于小扰动方程动导数试验原理
• 2.3 动导数数据测量与处理
• 2.3.1 动导数测量硬件设施
• 2.3.2 试验测量内容及试验方法
• 2.3.3 动导数试验数字化的测量与处理方法
• 2.3.4 动导数数据采集
• 2.3.5 动态信号预处理
• 2.3.6 动导数天平信号参数识别方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 动导数试验装置设计
• 3.1 动导数试验装置总体设计要求
• 3.1.1 设计指标
• 3.1.2 设计要求
• 3.1.3 装置载荷要求
• 3.2 运动机构总体设计
• 3.2.1 俯仰振荡机构
• 3.2.2 偏航/滚转振荡机构
• 3.3 基于虚拟样机技术俯仰振荡装置设计
• 3.3.1 俯仰振荡机构零件建模
• 3.3.2 基于ADAMS 进行的俯仰振荡机构运动学仿真
• 3.3.3 俯仰振荡装置振荡机构详细设计
• 3.4 滚转/偏航振荡部件设计
• 3.4.1 滚转/偏航部件三维建模
• 3.4.2 滚转/偏航振荡试验装置详细设计
• 3.5 拉线部件
• 3.6 扭矩计算及电机选取
• 3.6.1 模型驱动扭矩估算
• 3.6.2 电机和减速机选型
• 3.7 运动控制部分设计
• 3.7.1 控制系统组成及原理
• 3.7.2 关键控制装置及选取
• 3.8 本章小结
• 第四章 单自由度俯仰动导数风洞试验
• 4.1 调试主要内容
• 4.2 试验设备
• 4.2.1 风洞
• 4.2.2 模型
• 4.2.3 天平及位移测量元件
• 4.2.4 装置的安装
• 4.3 试验数据分析
• 4.3.1 静态数据分析
• 4.3.2 俯仰振荡动导数试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历