基于风洞试验的非定常空气动力模型识别

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1、、第43卷第2期2011年4月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics基于风洞试验的非定常空气动力模型识别杨勐1’2黄达1吴根兴1(1．南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016；2．陆军航空兵学院机械系，北京，101123)V01．43No．2Apr．2011摘要：在某飞机模型大振幅风洞试验的基础上，分析讨论了单自由度叠加模型、动导数模型、混合模型和非定常模型的适用性。结果表明，单自由度叠加模型、动导数模型和混合模型在小攻角时均是可用的，在大攻角时都不能正确

2、反映飞机的非定常迟滞特性；但与前两种模型相比，混合模型在中等攻角时仍然适用。对于非定常模型，无论在小攻角还是大攻角时，均能较好地反映耦合运动的非定常气动特性。关键词：非定常气动力；大攻角；大振幅；数学模型中图分类号：V211．74文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)02—0149—05IdentificationofUnsteadyAerodynamicModelBasedonWindTunnelTestYangMen91”，HuangDal，WuGenxin91(1．CollegeofAerospaceEngineering，N

3、anjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing。210016，China；2．MechanicalDepartment，ArmyAviationInstituteofPLA，Beijing，101123。China)Abstract：Thelinearsuperpositionmodel，dynamicderivativemodel，mixedmodelandunsteadyaerody—namicmodelareestablishedbasedonthewindtunneltestresult

4、softhelarge—amplitudemotion．Theap—plicabilityoffourkindsofaerodynamicmodelsisanalyzed．Theformerthreemodelsaresuitableforthetestresultsatthesmallangleofattack，butnotatthelargeangle．ComparedwiththeformertWOmod—els，themixedmodelisstillapplicabletothemediumangleofattack．Asfortheun

5、steadyaerodynamicmodel，theaerodynamiccharacteristicsofcoupled—motionarereflectedwelltothetestresultsinspiteofanyangleofattack．Keywords：unsteadyaerodynamics；largeangleofattack；largeamplitude；mathematicmodel随着人们对飞机近距格斗的进一步认识，过失速机动已经成为飞机战术性能的设计目标。飞机的过失速机动动作多为大攻角下的多自由度耦合运动[1。2]，在该

6、过程中，飞机受到的非定常气动力[31具有极强的耦合迟滞特性，所以以往飞机设计中使用的空气动力模型i-4]是否适用还需要重新讨论[5]。本文在某飞机模型大振幅风洞试验的基础上，分别采用单自由度叠加模型、动导数模型和混合模型[61计算“满足攻角基本不变”的一组偏航滚转耦合运动的非定常滚转力矩系数(Am，)和非定常偏航力矩系数(△州，)。通过分析研究，讨论这些模型的适用性。在此基础上，本文将基于模糊逻辑原理[7-8]的非定常模型与上述模型进行比较，分析非定常模型的适用性，并进一步研究大攻角非定常空气动力的耦合特性，为大攻角非定常气动力与飞行力学相关性研究

7、提供借鉴。1低速风洞试验本文空气动力样本数据基于某飞机模型的大振幅运动风洞试验结果[9]。支撑模型的试验台可分别实现其单独偏航、单独滚转和偏航滚转耦合运动。试验测量了在不同支撑攻角时，模型做单独偏航、单独滚转、偏航滚转耦合运动时的六分量动态气动力。为了便于说明问题，本文分别采用滚转力矩系数和偏航力矩系数去掉其中的定常部分作为样本数据。基金项目：国家自然科学基金(11072111)资助项目。收稿日期：2010—06—03；修订日期：2010—09—14通讯作者：黄达，男，研究员，1966年8月生，E—mail：njdhcn@yahoo．com．cn。

8、150南京航空航天大学学报第43卷2单自由度叠加模型单自由度叠加模型，即采用单自由度大振幅运动中取出的非定常气动力线性叠加