飞行力学课程实验报告39051418马骏.docx
《飞行力学课程实验报告39051418马骏.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞行力学课程实验报告39051418马骏.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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-Ⅱ教学飞行模拟器
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,1996
2．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,1998
3．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,1991
4．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=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：
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，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：
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,1996
2．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，2005
3．熊海泉等编.飞机飞行力学.航空专业教材编审组，1990
4．EtkinB.AircraftDynamics–StabilityandControl（3rded.）.JohnWiley&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β（用侧向速度v表现）
（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，0～10秒主要表现为滚转模态，滚转角的反复变化直到稳定。
而在0～30秒或0～40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=0kn=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。
升级会员 