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一种翼身融合布局飞行器的偏离特性分析

付军泉 史志伟 陈杰 周梦贝 吴大卫 潘立军

付军泉, 史志伟, 陈杰, 等. 一种翼身融合布局飞行器的偏离特性分析[J]. 实验流体力学, 2020, 34(6): 32-37. doi: 10.11729/syltlx20190110
引用本文: 付军泉, 史志伟, 陈杰, 等. 一种翼身融合布局飞行器的偏离特性分析[J]. 实验流体力学, 2020, 34(6): 32-37. doi: 10.11729/syltlx20190110
FU Junquan, SHI Zhiwei, CHEN Jie, et al. Departure characteristics of blended-wing-body aircraft[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(6): 32-37. doi: 10.11729/syltlx20190110
Citation: FU Junquan, SHI Zhiwei, CHEN Jie, et al. Departure characteristics of blended-wing-body aircraft[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(6): 32-37. doi: 10.11729/syltlx20190110

一种翼身融合布局飞行器的偏离特性分析

doi: 10.11729/syltlx20190110
基金项目: 

国家自然科学基金 12072155

江苏省研究生科研与实践创新计划项目 KYCX18_0250

详细信息
    作者简介:

    付军泉(1993-), 男, 江西抚州人, 博士研究生。研究方向:飞行器飞行力学与控制, 流体力学。通信地址:江苏省南京市秦淮区御道街29号南京航空航天大学航空学院非定常空气动力学与流动控制工信部重点实验室(210016)。E-mail:fujquan@nuaa.edu.cn

    通讯作者:

    史志伟, E-mail: szwam@nuaa.edu.cn

  • 中图分类号: V212.12

Departure characteristics of blended-wing-body aircraft

  • 摘要: 为研究某翼身融合布局飞行器的偏离特性,在南京航空航天大学回流式低湍流度开口风洞中进行了飞机模型的大迎角静态测力试验。通过对试验结果的充分挖掘,利用横航向静稳定性判据、侧滑偏离判据、横向控制偏离参数以及Weissman组合判据进行分析,获得了飞机的大致初始偏离迎角和偏离区域,并对飞机的尾旋敏感区进行了预测。同时,利用风洞虚拟飞行试验技术进行三自由度释放验证。结果表明:该翼身融合布局飞行器的横向静稳定性较差,在很小的迎角下就可能出现非指令滚转运动,这也是造成偏离发散的主要原因;而虚拟飞行试验对偏离现象有较好的复现,与通过稳定性判据得到的偏离特性具有较好的对应关系,验证了虚拟飞行试验在偏离特性研究上的可靠性。
  • 图  1  试验模型安装图

    Figure  1.  Installation of the experimental model

    图  2  虚拟飞行试验模型

    Figure  2.  The virtual flight test model

    图  3  虚拟飞行试验模型三视图

    Figure  3.  Three views of the virtual flight test model

    图  4  三自由度机构

    Figure  4.  3 degree of freedom rig

    图  5  横航向力矩系数曲线

    Figure  5.  Roll and yaw moment coefficient curves

    图  6  横航向稳定性导数

    Figure  6.  Directional and lateral stability derivatives

    图  7  动态航向稳定参数C, dyn

    Figure  7.  Dynamic directional stability parameter

    图  8  操纵导数

    Figure  8.  Control derivative

    图  9  横向控制偏离参数LCDP

    Figure  9.  Lateral control departure parameter

    图  10  WEISSMAN组合判据结果

    Figure  10.  Weissman chart

    图  11  姿态角随时间的变化曲线

    Figure  11.  Attitude angle curve

    表  1  试验模型几何参数

    Table  1.   Geometric parameters of the test model

    几何参数 参数
    参考面积S 0.067 m2
    参考展长L 0.7 m
    平均气动弦长c 0.1 m
    对称面机翼弦长 0.385 m
    重心与机头距离 0.2 m
    后掠角 40°
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    表  2  虚拟飞行试验模型几何参数

    Table  2.   Geometric parameters of the virtual flight test model

    几何参数 参数
    参考面积S 0.25 m2
    参考展长L 1.4 m
    模型重量 5.5 kg
    横向转动惯量Ix 0.279 kg/m3
    纵向转动惯量Iy 0.486 kg/m3
    航向转动惯量Iz 0.194 kg/m3
    下载: 导出CSV

    表  3  不同判据偏离迎角预测结果

    Table  3.   Prediction results of different criteria

    稳定性判据 失稳迎角范围
    C 5°<α<37°
    C 28°<α<38°
    C, dyn 16°<α<37°
    LCDP 16°<α<30°、α>36°
    Weissman组合判据 α>16°
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-10
  • 修回日期:  2019-11-11
  • 刊出日期:  2020-12-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日