一种大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法技术

本发明专利技术涉及一种大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法，属于飞行器气动弹性技术领域，解决了现有技术中不能获得大展弦比飞机体自由度颤振产生的具体条件、进而不能对大展弦比飞机体自由度颤振进行定量预测的问题。本发明专利技术通过构建大展弦比飞机刚柔耦合模型并进行求解，预测大展弦比飞机体自由度颤振；明确了在给定大展弦比飞机的迎角的情况下，准确地预测获得大展弦比飞机体自由度颤振临界速度；方法简洁清晰，便于航空工程应用；可塑性强；能够在航空工程应用中准确地、便捷地预测获得大展弦比飞机体自由度颤振临界速度，有效避免了大展弦比飞机飞行过程中体自由度颤振的发生，保障飞行员和大展弦比飞机的安全。飞行员和大展弦比飞机的安全。飞行员和大展弦比飞机的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法


[0001]本专利技术涉及飞行器气动弹性
，具体涉及一种大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法。

技术介绍

[0002]气动弹性力学的动不稳定性问题主要表现为颤振问题，现有大量关于飞行器颤振的研究，比如中国专利：CN104182560B_飞行器颤振预测分析方法和装置、CN104615863B_一种带控制面的三自由度机翼的颤振边界预测方法、CN112861348B_连续变动压条件下的颤振临界动压预测方法、系统及介质和CN114444332B_一种风洞试验颤振稳定性参数预测方法及装置。近年来，大展弦比飞机在工程应用领域有了越来越多的表现。大展弦比飞机大柔性的特点让其在实际应用中出现了许多常规飞行器未曾出现的问题，体自由度颤振就是其中之一。所以大展弦比飞机需要有能预测体自由度颤振的方法以进行应对。
[0003]现有针对大展弦比飞机体自由度颤振的分析，张兰钦等于2020年在《大展弦比飞机体自由度颤振的非线性时域分析方法研究》中存在大展弦比飞机体自由度颤振的非线性时域分析方法，该方法通过刚弹耦合的稳定性分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1.针对大展弦比飞机建立大展弦比飞机刚性纵向小扰动方程；其中，该大展弦比飞机刚性纵向小扰动方程包括大展弦比飞机纵向小扰动系统矩阵；步骤S2.对大展弦比飞机纵向小扰动系统矩阵进行简化处理，得到大展弦比飞机纵向小扰动简化系统矩阵；求解大展弦比飞机纵向小扰动简化系统矩阵的特征根，计算得到大展弦比飞机的刚性短周期模态振荡频率；步骤S3.针对大展弦比飞机建立大展弦比飞机机翼结构柔性弯曲振动方程；步骤S4.求解大展弦比飞机机翼结构柔性弯曲振动方程，计算得到大展弦比飞机的柔性一阶弯曲振动频率；步骤S5.联立大展弦比飞机的刚性短周期模态振荡频率与大展弦比飞机的柔性一阶弯曲振动频率，得到大展弦比飞机刚柔耦合模型；获取大展弦比飞机的物理参数和与大展弦比飞机飞行速度相关的性能参数，代入大展弦比飞机刚柔耦合模型，得到大展弦比飞机体自由度颤振的产生条件；根据大展弦比飞机体自由度颤振的产生条件，对大展弦比飞机体自由度颤振进行预测，获得大展弦比飞机体自由度颤振临界速度。2.根据权利要求1所述的大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法，其特征在于，大展弦比飞机纵向小扰动简化系统矩阵表示为：；其中，；；；；表示大展弦比飞机的发动机推力；表示大展弦比飞机的迎角；表示大展弦比飞机的发动机推力方向与大展弦比飞机的机体轴形成的安装角；表示大展弦比飞机的升力系数对大展弦比飞机的迎角的偏导数；表示动压；表示大展弦比飞机的机翼面积；表示大展弦比飞机的质量；表示大展弦比飞机的俯仰力矩系数对大展弦比飞机的迎角的偏导数；表示大展弦比飞机的平均气动弦长；表示沿垂直于大展弦比飞机对称平面的大展弦比飞机惯性轴的惯性矩；表示大展弦比飞机的俯仰力矩系数对大展弦比飞机的迎角关于时间的变化率的偏导数；表示大展弦比飞机的飞行速度；表示大展弦比飞机的俯仰力矩系数对大展弦比飞机的俯仰角速度的
偏导数。3.根据权利要求2所述的大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法，其特征在于，大展弦比飞机的刚性短周期模态振荡频率表示为：。4.根据权利要求3所述的大展弦比飞机体自由度颤振的预测方法，其特征在于，大展弦比飞机机翼结构柔性弯曲振动方程表示为：；该大展弦比飞机机翼结构柔性弯曲振动方程的边界条件为：；其中，表示单位展长机翼偏离平衡位置的弯心的位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道春，王天杰，阚梓，姚卓尔，邵浩原，赵仕伟，罗漳平，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：