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ф3.2米低速风洞单自由度动导数试验技术研究

作　者: 梁勇
导　师: 孙海生
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: 低速风洞动导数单自由度振荡虚拟样机技术
分类号: V211.74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章引言  9-16
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 低速风洞单自由度动导数试验技术国内外研究现状  10-15
    1.2.1 国外动导数研究现状  10-13
    1.2.2 国内动导数研究现状  13-15
  1.3 本文主要工作  15
  1.4 本章小结  15-16
第二章低速风洞单自由度动导数试验原理  16-26
  2.1 动力学相似准则  16
  2.2 动导数试验原理  16-19
    2.2.1 动导数的定义  16-17
    2.2.2 基于单自由度振荡动导数试验原理  17-18
    2.2.3 基于小扰动方程动导数试验原理  18-19
  2.3 动导数数据测量与处理  19-23
    2.3.1 动导数测量硬件设施  19-20
    2.3.2 试验测量内容及试验方法  20-21
    2.3.3 动导数试验数字化的测量与处理方法  21
    2.3.4 动导数数据采集  21
    2.3.5 动态信号预处理  21-22
    2.3.6 动导数天平信号参数识别方法  22-23
  2.4 本章小结  23-26
第三章动导数试验装置设计  26-50
  3.1 动导数试验装置总体设计要求  26-27
    3.1.1 设计指标  26
    3.1.2 设计要求  26
    3.1.3 装置载荷要求  26-27
  3.2 运动机构总体设计  27-28
    3.2.1 俯仰振荡机构  27
    3.2.2 偏航/滚转振荡机构  27-28
  3.3 基于虚拟样机技术俯仰振荡装置设计  28-37
    3.3.1 俯仰振荡机构零件建模  28-30
    3.3.2 基于ADAMS 进行的俯仰振荡机构运动学仿真  30-33
    3.3.3 俯仰振荡装置振荡机构详细设计  33-37
  3.4 滚转/偏航振荡部件设计  37-41
    3.4.1 滚转/偏航部件三维建模  37
    3.4.2 滚转/偏航振荡试验装置详细设计  37-41
  3.5 拉线部件  41-43
  3.6 扭矩计算及电机选取  43-47
    3.6.1 模型驱动扭矩估算  43-44
    3.6.2 电机和减速机选型  44-47
  3.7 运动控制部分设计  47-49
    3.7.1 控制系统组成及原理  47-48
    3.7.2 关键控制装置及选取  48-49
  3.8 本章小结  49-50
第四章单自由度俯仰动导数风洞试验  50-75
  4.1 调试主要内容  50
  4.2 试验设备  50-52
    4.2.1 风洞  50
    4.2.2 模型  50-51
    4.2.3 天平及位移测量元件  51
    4.2.4 装置的安装  51-52
  4.3 试验数据分析  52-74
    4.3.1 静态数据分析  52-56
    4.3.2 俯仰振荡动导数试验结果分析  56-74
  4.4 本章小结  74-75
第五章结论和展望  75-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
个人简历  80

ф3.2米低速风洞单自由度动导数试验技术研究

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