飞行力学课程实验报告39051418马骏.docx

1、飞行力学课程实验报告39051418马骏飞行力学课程实验实验报告院系 航空科学与工程学院 学号 39051418 姓名 马骏 目录模拟飞行实验一：基本航线飞行 1一、实验目的 1二、实验仪器和设备 1三、实验原理 1四、实验 1五、实验报告要求 2六、思考题 3模拟飞行实验二：飞机典型运动模态激发 4一、实验目的 4二、实验仪器和设备 4三、实验原理 4四、实验 4五、实验报告要求 8六、思考题 8模拟飞行实验一：基本航线飞行一、实验目的1 了解地面飞行模拟器及其工作原理2 了解教练机和现代战斗机的座舱仪表特点3 熟悉基本航线飞行的要点二、实验仪器和设备1 歼八-教学飞行模拟器三、实验原理参阅

2、：1 王维军编. 飞行仿真课程实验指导书. 北航509教研室, 19962 王行仁主编. 飞行实时仿真系统及技术. 北京航空航天大学出版社, 19983王正中等编著. 现代计算机仿真技术及其应用. 国防工业出版社, 19914熊光楞,彭毅等编著. 先进仿真技术与仿真环境. 国防工业出版社, 1997四、实验实验准备：1 实验前预习飞行模拟仿真原理；2 听取实验指导教师介绍：实验室设备功能与原理；本次实验参数要点；起飞、着陆、定直平飞模拟操纵技术特点。3 拟定基本操纵方案，其中须覆盖下列任务要求：1） 起飞并上升到预定条件H=5000m, M=0.4；2） 平缓加速到 M=0.7，又平缓减速到M

3、=0.4，要求高度基本保持不变；3） 分别在H=5000m, M=0.4和M=0.7，对比纵向操纵特点；4） 返航并着陆。（操纵方案需经小组充分讨论。）实验过程：1 加电、开机，硬件、软件初始化；2 仔细观察实验指导教师的演示；3 分组轮换进行模拟飞行实验，在预定时间内完成所有要求的任务，并正确记录数据。五、实验报告要求1 简述本次实验所用模拟器基本原理和配置；基本原理：通过个系统的协调工作，感知、接受驾驶员的操作动作，传送至计算机进行仿真模拟计算，将相应的计算结果以图像的形式传送到显示系统和传动系统，被驾驶员感知。配置：运动和触觉系统：操纵杆，油门，起落架、襟翼收放操纵按钮等；图像生成系统：

4、生成仪表界面和飞行视界界面；仿真计算机：对操纵参数和飞行参数等进行计算和处理，并输出相关信息；跟踪系统：跟踪“驾驶员”操纵时手部及其他部位输入的操纵；可视化显示设备：包括CRT显示器和到投影仪2 描述整个起降航线的操纵过程；起飞过程：在模拟实验中，直接推油门达到最大推力滑跑，在起飞速度达约0.2马赫后拉杆，机头抬起两轮滑跑，保持一定的爬升角起飞。到达安全高度后收襟翼、平飞加速，稳定到某一速度。平飞过程：要从0.4马赫增加到0.7马赫，而高度不变，故为了减小升力系数需要推杆以减小迎角。到达0.7马赫后减小发动机推力一稳定速度。之后可以发现，此时舵面的操纵特性好很多。降落过程：找准机场跑道后，推杆

5、，收油门，使飞机降落到一定高度后，放起落架，释放襟翼，保持低速着陆。（基本没有成功）3 回答思考题中的问题。六、思考题1 飞机起飞有哪些技术要领和关键参数？答：技术要领：掌握拉杆起飞时的速度、滑跑距离，收放起落架和襟翼的速度、高度等；关键参数：滑跑距离、起飞距离、起飞时间、离地速度2 飞机着陆有哪些技术要领和关键参数？困难在哪里？答：技术要领：着陆前通场准备工作，安全高度的掌握，图2中拉杆高度、速度的掌握等。关键参数：着陆距离、滑跑距离、着陆时间、接地速度。困难：减速达到要求的范围并且能过对准跑道，控制好离地距离。3 H=5000m, M=0.4和M=0.7的纵向操纵有什么不同特点？为什么？答

6、：M=0.7时比M=0.4时纵向操纵使飞机保持平衡时所需要的舵偏角要小。因为，对于具有静稳定性的飞机，,故其纵向操纵性指标即：速度越大，舵偏角越小。模拟飞行实验二：飞机典型运动模态激发一、实验目的1 掌握常规布局飞机的模态特点2 了解重心后移对稳定性的影响二、实验仪器和设备1 教学飞行模拟器2 数据后置处理计算机三、实验原理参阅：1 王维军编. 飞行仿真课程实验指导书. 北航509教研室, 19962 方振平，陈万春，张曙光编. 航空飞行器飞行动力学. 北京航空航天大学出版社，20053 熊海泉等编. 飞机飞行力学. 航空专业教材编审组，19904 Etkin B. Aircraft Dyna

7、mics Stability and Control (3rded.). John Wiley &Sons, Inc., 1996四、实验实验准备：1 实验前复习有关飞机典型运动模态的内容；2 听取实验指导教师介绍：模拟控制台参数设置方法；脉冲操纵方式的特点；模态参数的模拟飞行实验提取方法；3 拟定模拟状态点和基本操纵方案，其中须覆盖下列任务要求：1） 在某巡航状态激发典型的纵向运动和横航向运动典型模态；2） 对比重心后移后，纵向模态特点的变化。（状态点和操纵方案需经小组充分讨论。）实验过程：1 加电、开机，硬件、软件初始化；2 仔细观察实验指导教师的演示；3 分组轮换进行模拟飞行实验，在预定

8、时间内完成所有要求的任务，并正确记录数据。数据处理：1 根据记录数据，提取与任务要求相关的模拟飞行段数据，并绘制曲线；(1)实验一关于纵向模态的激发：研究飞机的纵向响应特性操纵输入常见的有：油门操纵、升降舵操纵、鸭翼、前后缘襟翼、扰流片等，本实验采取的是给升降舵一个阶跃输入。短周期模态运动周期为零点几秒到几秒，主要运动变量为迎角和飞机姿态角，飞机的飞行速度变化量很小。观察变量 俯仰角theta 迎角alpha 俯仰角速度q如下图：(2) 实验二荷兰滚模态：偏航运动略超前滚转，即左偏航时右滚转。模态频率高，周期约为数秒至十几秒，介于长短周期之间。观察变量 滚转角phi 侧滑角（用侧向速度v表现）

9、（3）实验三滚转模态：特征是衰减很快的非周期运动，其振幅衰减一半的时间仅为零点几秒，飞机收横测扰动后，飞机绕机体轴的但自由度滚转，收敛过程很快。观察变量 滚转角phi 滚转角速度p（4）实验四短周期模态，静不稳定性。观察变量 俯仰角theta 迎角alpha 俯仰角速度p 结果分析1、飞机常用的操纵手段主要有副翼操纵，方向舵操纵，油门操纵2、飞机横航向模态模拟时，主要了解滚转模态和荷兰滚模态，而这两种模态的主要区别是时间要求不同，010秒主要表现为滚转模态，滚转角的反复变化直到稳定。而在030秒或040秒区间上，主要表现为荷兰滚模态，除了滚转角的变化外，最明显的是侧滑角的周期性变化。3、飞机的

10、纵向动稳定性的好坏一般以其短周期模态的特征参数来评定，即在纵向动稳定性方面，我们关心短周期模态中迎角，俯仰角和俯仰角速度的变化。从所得的实验结果中，可以看到，静稳定飞机会在扰动后达到一个稳定值。由于施加的是阶跃响应，在俯仰角速度和迎角达到一个稳定值后，俯仰角还在一直变化。4、飞机重心后移对飞机纵向模态有明显的影响，尤其是当飞机变得静不稳定时。如实验图像所示，在kp=0 kn=0.3和kp=10,kn=10时，都有模态发散现象的发生。2 回答思考题中的问题。五、实验报告要求1 提交数据处理结果，并进行必要的分析；2 回答思考题中的问题。六、思考题1 模态参数辨识实验常用的飞行操纵方式有哪些？答：实验中常用的飞行操纵方式包括：横向操纵：副翼输入、方向舵输入;纵向操纵：油门输入、升降舵输入.输入的模型常有：阶跃输入、脉冲输入、正弦输入、随机输入等；2 纵向扰动运动模态如何随重心变化？答：本实验中，当重心后移后，飞机的纵向稳定性降低，握杆机动裕度下降，再往后移会静不稳定。纵向模态发散。