固定翼飛機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)及振動(dòng)特性仿真研究.pdf

1、固定翼飛機(jī)具有鮮明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在諸多飛行器中是實(shí)現(xiàn)功能較多的一種，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，因此飛機(jī)的飛行特性以及在使用時(shí)的安全性與有效性十分重要。本文以一種輕型固定翼飛機(jī)為背景，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行建模與仿真分析，研究飛機(jī)的飛行動(dòng)力學(xué)特性與振動(dòng)特性。
　　在建立固定翼飛機(jī)動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，為保證模型準(zhǔn)確性并降低模型復(fù)雜程度，將飛機(jī)視為面對(duì)稱(chēng)、變質(zhì)量的六自由度剛體；分析大氣環(huán)境與固定翼飛機(jī)的力學(xué)環(huán)境，計(jì)算飛機(jī)氣動(dòng)系數(shù)，給出一種氣動(dòng)數(shù)據(jù)處理方法；選用標(biāo)準(zhǔn)

2、四階Runge-Kutta法對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行求解，并采用 Matlab程序?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)的動(dòng)力學(xué)仿真；針對(duì)預(yù)設(shè)飛行軌跡，選取飛行動(dòng)力學(xué)的主要特性參數(shù)，將仿真結(jié)果與飛行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比與分析，對(duì)比結(jié)果表明，仿真結(jié)果能夠較好地反映飛機(jī)的實(shí)際飛行情況，體現(xiàn)飛機(jī)的飛行動(dòng)力學(xué)特性，驗(yàn)證了模型與仿真方法的正確性與有效性。
　　在建立固定翼飛機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模型的過(guò)程中，將飛機(jī)分為機(jī)身、機(jī)翼和尾翼三部分，分析各部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和承載方式，并據(jù)此簡(jiǎn)化飛機(jī)的結(jié)

3、構(gòu)形式，在ANSYS軟件中建立固定翼飛機(jī)的全機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模型。基于該模型選用Block Lanczos法計(jì)算飛機(jī)模態(tài)，采用完全法計(jì)算在多種動(dòng)載荷作用下飛機(jī)關(guān)鍵位置處的軸向、縱向和側(cè)向振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化情況。固定翼飛機(jī)模態(tài)與動(dòng)響應(yīng)計(jì)算仿真結(jié)果表明，航向、姿態(tài)的改變會(huì)促使較為強(qiáng)烈的振動(dòng)產(chǎn)生，振動(dòng)在單次激勵(lì)產(chǎn)生后始終處于衰減狀態(tài)；軸向和縱向是飛機(jī)動(dòng)載荷的主要響應(yīng)方向，飛機(jī)在軸向和縱向上，振動(dòng)幅值相對(duì)較大，振動(dòng)頻率也更高。仿真結(jié)果驗(yàn)證了建模方