滑流对飞机纵向静稳定性影响的数值模拟

作者： 任晓峰   段卓毅   魏剑龙   来源： 空气动力学学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 纵向静稳定性   旋转域   多参考坐标系   非结构面搭接网格   数值模拟   螺旋桨   滑流  

描述： 针对某"机身+机翼+襟翼+短舱+螺旋桨+平尾"简化构型,开展低速大拉力系数工况下强螺旋桨滑流的数值模拟。模型为翼吊双发布局,动力计算时分为三个计算域,分别为两个包含螺旋桨的旋转域和一个静止域。采用商业软件ICEM CFD生成多块面搭接非结构网格,在机体表面和滑流区域对网格进行加密以便于捕捉螺旋桨滑流的发展及其与机翼、尾翼等部件之间的干扰。采用ANSYS CFX软件求解雷诺平均Navier-Stokes方程,使用多参考坐标系(MFR)方法模拟螺旋桨的旋转。基本构型有/无动力的计算结果表明螺旋桨动力及其产生的滑流对模型的纵向静稳定性影响较大,模型的纵向静稳定性在迎角较小时下降明显甚至丧失,在迎角较大时反而略有增加。一般而言,涡桨飞机平尾处的流场受气动布局、迎角、机翼及襟翼的下洗和螺旋桨滑流及其强度等因素的共同影响。对模型各部件的俯仰力矩特性及尾翼区流场细节进行详细分析可知,小迎角时飞机纵向静稳定性的下降是由于平尾受到机翼及襟翼较强的下洗作用而导致效率下降,而此时平尾没能进入滑流区,不能有效利用滑流区内高能气流来提高平尾效率。并且由于两个螺旋桨同为逆时针旋转,右侧平尾的贡献高于左侧平尾。为了验证这一结论,分别将螺旋桨向上平移0.7m和将平尾下移0.86m并进行数值模拟,结果表明平尾对模型纵向静稳定性的贡献均有增加。

基于支持向量机的飞机系统辨识方法研究

作者： 刘岳锋   李雅   段卓毅   武虎子   来源： 航空科学技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 支持向量机   模态特性   噪声   系统辨识   飞机  

描述： 支持向量机系统辨识方法相比传统辨识方法具有诸多优点。本文将支持向量机引入飞机系统辨识,建立离散差分形式的飞机运动方程,并利用离散系统与连续系统转换方法获得飞机纵向模态特性。研究表明该方法正确有效,信号带噪声时辨识精度较好,具有一定的工程应用价值。

基于模型预测的弹性飞机阵风减缓技术研究

作者： 刘岳锋   李雅   段卓毅   来源： 飞行力学 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   阵风减缓   约束   弹性飞机  

描述： 基于模型预测的弹性飞机阵风减缓技术研究

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   俯仰力矩特性   螺旋桨旋转方向   数值模拟   低平尾  

描述： 为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法，采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程，首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算，验证了方法的精度和可靠性，然后对同向旋转(CO)、对转-内侧上洗(CNIU)和对转-外侧上洗(CNOU)三种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟，分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型，在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降；在小迎角下，CO构型左侧平尾的效率几乎丧失，但右侧平尾却具有良好的效率；CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同；三个构型中，CNOU构型的俯仰力矩特性最差，CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。

涡桨飞机发展现状及关键气动问题

作者： 李杰   杨钊   段卓毅   张恒   赵帅   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 设计原则   操纵安全性   涡桨飞机   气动问题   发展现状   失速特性  

描述： 独特的动力形式赋予了涡桨飞机优越的推进效率和良好的低速机动、起降性能,使得其在军用及民用领域占有重要的地位并得以不断发展,但同时也带来了一系列需要重点关注的设计问题。本文从目前国内外涡桨飞机的发展现状和设计特点出发,提出其面临的主要气动问题。重点针对国内亟待发展的舰载类涡桨飞机起降过程中的失速和操纵问题进行深入研究,剖析了翼面附近流动的分离状态和发展趋势对于失速特性及操纵安全性的影响规律,归纳总结出需要关注的关键约束和设计原则。在此基础上,通过对一组计算实例的分析,给出了机翼空间流场变化特征和宏观气动力之间的内在联系,并深入阐述了三维增升构型与干净构型及其各站位翼剖面的设计关联性。

涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应及流动机理

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   非定常数值模拟   螺旋桨滑流   流动机理   动态面搭接网格  

描述： 螺旋桨滑流对飞机各气动部件的干扰是涡桨飞机气动设计中面临的难点之一。以某双发涡桨支线客机为对象,采用数值模拟手段分析了滑流对机翼、平尾、垂尾的影响及其流动机理。计算采用基于动态面搭接网格技术的非定常方法,气动力与表面压力分布的计算结果均与实验值吻合良好。研究结果表明:在滑流影响下,全机升力和阻力有所增加,升阻比和纵向静稳定度有所降低,并在无侧滑状态下产生了滚转力矩和偏航力矩;在不同展向位置,滑流对机翼表面流动分离的影响存在显著的差异。在螺旋桨下行运动一侧,滑流的旋转减小了当地迎角,同时桨后气流速度较高,翼面流动分离被有效抑制。在螺旋桨上行运动一侧,滑流的旋转增大了当地迎角,而且桨后气流速度较低,因而翼面流动分离并未得到明显改善;在中小迎角下,滑流对背景飞机平尾当地的动压没有产生影响,但增加了下洗角变化率,进而导致平尾效率降低;垂尾的侧力与偏航力矩是由滑流的侧洗引起的,而滑流的侧洗又与左右两侧机翼升力分布的不对称性有关。