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Φ1米高超声速风洞动导数试验技术研究

作　者: 郭雷涛
导　师: 唐志共
学　校: 中国空气动力研究与发展中心
专　业: 飞行器设计
关键词: 动导数试验技术高超声速飞行器 Ф1米高超声速风洞
分类号: V211.74
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

动导数是飞行器控制系统设计和动态品质分析不可缺少的基本气动参数，描述的是飞行器机动飞行或受到扰动时的气动特性。高超声速飞行器气动力对姿态变化和扰动的响应极快，留给控制系统调整的时间极短，因此，高超声速飞行器的设计一般不允许动不稳定现象存在，所以准确获取高超声速飞行器的动导数就显得尤为重要，而风洞动导数试验是主要的技术途径之一。为此，在Ф1米高超声速风洞中开展了动导数试验技术研究，研制了自由振动和强迫振动动导数试验装置，以满足我国当前高超声速飞行器研制的需要。本文主要开展了以下工作：一、通过查阅国内外有关动导数试验研究的文献，掌握了动导数试验技术研究现状，阐述了进行此项研究的背景和必要性，并介绍了自由振动和强迫振动动导数试验原理与数据处理方法；二、完成了两套试验装置的调试，解决了调试过程中出现的问题，确保了试验的顺利进行；对动导天平和位移元件进行了地面静态校准，通过改善强迫振动位移元件校准方法，提高了强迫振动位移元件的校准精度，满足了试验要求；三、开展了10°尖锥和OV-102模型动导数试验，验证了试验装置的能力和数据处理方法，并将试验结果与相关文献进行了比较。结果表明：动导数测量结果合理、准确，数据的重复性精度较高，可以满足型号试验要求；四、采用数值模拟方法求解了10°锥模型的动导数，分析了影响计算结果的因素。结果表明减缩频率和振幅对计算结果均有不同程度的影响。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章引言  8-17
  §1.1 研究背景及意义  8-10
  §1.2 国内外研究现状  10-16
  §1.3 本文所作工作  16
  §1.4 本章小结  16-17
第二章动导数试验原理及数据处理方法  17-24
  §2.1 动导数概念  17-18
  §2.2 模拟的相似参数  18-19
  §2.3 动导数试验原理及数据处理方法  19-23
    §2.3.1 自由振动法  19-21
    §2.3.2 强迫振动法  21-23
  §2.4 本章小结  23-24
第三章高超声速动导数试验设备及模型  24-42
  §3.1 试验设备  24-25
  §3.2 试验装置  25-30
    §3.2.1 自由振动动导数试验装置  25-28
    §3.2.2 强迫振动动导数试验装置  28-30
  §3.3 试验模型  30-32
    §3.3.1 自由振动试验模型  31
    §3.3.2 强迫振动试验模型  31-32
  §3.4 试验装置调试  32-37
    §3.4.1 自由振动试验装置调试  32-35
    §3.4.2 强迫振动试验装置调试  35-37
  §3.5 动导天平校准  37-40
    §3.5.1 自由振动天平校准  38-39
    §3.5.2 强迫振动天平校准  39-40
  §3.6 本章小结  40-42
第四章风洞考核性试验  42-53
  §4.1 试验状态  42
  §4.2 试验结果  42-50
    §4.2.1 自由振动试验结果  42-45
    §4.2.2 强迫振动试验结果  45-49
    §4.2.3 试验数据重复性精度  49-50
  §4.3 动导数试验不确定度影响因素  50-52
  §4.4 本章小结  52-53
第五章数值计算  53-62
  §5.1 引言  53
  §5.2 数值模拟方法简介  53-55
    §5.2.1 网格划分  53-54
    §5.2.2 参数设置  54-55
    §5.2.3 动导数计算  55
  §5.3 计算结果与讨论  55-61
    §5.3.1 不同攻角下尖锥的俯仰阻尼导数  57-58
    §5.3.2 减缩频率对尖锥俯仰阻尼导数的影响  58-59
    §5.3.3 振幅对尖锥俯仰阻尼导数的影响  59-61
  §5.4 本章小结  61-62
第六章结束语  62-66
  §6.1 工作总结  62
  §6.2 下一步要进行的工作  62-66
参考文献  66-69
致谢  69-71
附录 A 强迫振动装置安装顺序  71-73
附录 B 在学期间发表论文及作者简介  73

Φ1米高超声速风洞动导数试验技术研究

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