飞机大展弦比外挂机翼弹性颤振特性分析.pdf

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1、第32卷第10期计算机仿真2015年10月文章编号：1006—9348(2015)10—0019—03飞机大展弦比外挂机翼弹性颤振特性分析许军1，马晓平2(1．西北工业大学航空学院，陕西西安710065；2．西北工业大学无人机研究所，陕西西安710065)摘要：大展弦比外挂增加了飞机外挂颤振分析问题的复杂程度。为分析其弹性颤振特性，提出了考虑大展弦比机翼的平面内弯曲效应的方法。将传统机翼的弯扭分析扩展到大展弦比机翼的弯弯扭，在非线性建模过程中考虑了结构非线性、气动非线性和外挂引起的非线性；利用Dirac函数考虑外挂位置的影响；利用k方法进行线性颤振计算，用分岔图方法分析带外挂机翼的弯弯

2、扭极限环分岔特性。仿真结果表明平面内弯曲效应不可忽略，且极限环分岔点在线性颤振速度以下即发生。研究结论可为飞机外挂弹性颤振分析提供参考。关键词：极限环颤振；大展弦比；外挂；分岔图；弯弯扭中图分类号：V271．4文献标识码：BAircraftwithHighAspectRatioStoreWingElasticFlutterCharacteristicAnalysisXUJunl，MAXiao—pin92(1．CollegeofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China；2．UAVRese

3、archInstitute，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710065，China)ABSTRACT：Highaspectratiostoreincreasethecomplexityofaircraftstoreflutteranalysis．Inordertoanalysethecharacteristicsofelasticflutter．amethodconsideringthewingin～planebendingeffectsWasputforward．Thein—planebendingofthehigh—a

4、spect—ratiowingwasconsidered，andthebending—torsionmotionofthetraditionalwingWasextendedtothebending—bending—torsionmotionofthehigh—aspect—ratiowing．DiracfunctionWasusedtopreciselyconsiderthelocationandpropertiesofthewingwithanexternalstore．TheflutterWascalculatedwithk—method．Thebifurcationcharac

5、teristicsofthehighaspectratiowingstoresystemwereanalyzedbasedonthebifurcationdiagram．Simulationresultsshowthattheeffectofthein—planebendingshouldnotbeignored，andlimitcyclebifurcationpointswerebelowthelinearflutterspeed．ResearchconclusionCanprovidesomereferenceforair-craftstoreelasticflutteranaly

6、sis．KEYWORDS：Limitcycleflutter；High—aspect—ratio；Store：Bifurcationdiagram；Bending—bending—torsion1引言飞机机翼是飞机气动弹性分析的重要部分，在机翼下安装外挂将会改变机翼的颤振特性。传统的带外挂战斗机通常都是小展弦比机翼，大展弦比机翼往往会带来一些复杂的气弹响应，引起机翼的大变形。Gem【l。21分析了外挂对前掠翼气弹的影响；Gem‘31分析了带多外挂机翼气弹稳定特性；KimHl研究了结构气动非线性悬臂机翼的气弹响应问题；Beran”1研究了带有全非线性收稿日期：2014—12—04修回日期

7、：2014—12—29的外挂引起的极限环响应问题；杨翊仁∞1研究了机翼外挂系统极限环颤振的次谐响应；吴志强【71通过数值计算Poincare映射分岔的方法，讨论了极限环颤振随气流速度变化引起的复杂分岔行为。但以上研究仅仅局限于小展弦比带外挂机翼的颤振特性分析，并没有考虑大展弦比带外挂机翼的平面内弯曲效应，更没有涉及到极限环分岔特性。本文针对飞机大展弦比外挂机翼，推到考虑平面内弯曲效应的飞机大展弦比外挂机翼的动力学方程，基于K方法进行线性颤振计算