动态缩比无人机的飞行试验方法大作业

1、动态缩比无人机的飞行试验方法1,动态缩比验证机需要满足的相似准则、意义及主要比例参数。(1) .斯特劳哈尔数：，物理意义是非定常运动惯性力与惯性力之比，Sr是表征流动非定常性的相似准则。当研究涡街、旋翼、螺旋桨和颤振等时，空气动力现象与周期性运动的频率有关，应保证Sr数相等。(2) .弗劳德数：，物理意义是惯性力与重力之比的平方根，Fr是表征重力对流动影响的相似准则，Fr相等就是重力作用的相似。当研究运动轨迹时，应保证Fr数相等。(3) .马赫数：，的物理意义是代表惯性力与弹性力之比，是气体的压缩性对流动影响的度量。当流速较高时(Ma>0.4),不能忽略压缩性的影响时，马赫数是一个重要的

2、相似准则。(4) .雷诺数：，物理意义是惯性力与黏性力之比，是表征流体黏性对流动影响的重要相似准则。但是雷诺数通常很难保证相等，往往需要修正。(5) .普朗特数：，是衡量气体黏性和热传导性相对大小程度的无量纲量。(6) .比热比：,是定压比热与定容比热的比值。流场相似可以用以下几个比例参数来描述：几何相似：两个物体对应长度成比例；运动相似：两个流场对应点的速度方向相同，大小成固定比例；动力相似：两个流场对应点上作用的各种力所组成的力多边形是几何相似的；热力学相似：两个流场对应点上温度保持固定比例关系；质量相似：两个流场对应点上密度保持固定比例关系。2,失速速度的定义及测量方法。失速的典型证据是

3、：出现大的、不可控的机头下沉或滚转；或者，出现清晰可辨的丧失操纵、抖动或操纵特性的突然变化。失速速度即飞机刚刚发生失速时的速度。空气动力学定义的失速速度是，当飞机达到最大胜利系数时对应的速度，但民用航空手册对失速速度的定义如下所述。(1)当飞机以最小速度稳定飞行，并伴有以下条件时，用Vso表示真实显示的飞行速度：发动机怠速，油门关闭零推力；螺旋桨处于起飞时状态；起落架放下；襟翼调整到着陆时对应角度；通风整流片关闭；着陆时飞机的重心处于最不利的位置；飞机的重量与Vso对应的计算重量一致。(2)以Vs1表示飞机真实显示的失速速度，伴有以下条件：发动机怠速，油门关闭零推力；螺旋桨处于起飞时状态，飞机

4、其他设备(襟翼、起落架等)处于试验中测定的以Vs1飞行时应对应的位置；飞机的重量与Vso对应的计算重量一致。测量方法：(1)调整升降舵使飞机的速度降低率不超过1mph/s,直到出现不可控的下俯现象致使飞机失速。失速试验的高度范围为20003500米。首先将飞机调整到所要求的的试验构型，并按照当时的飞机重量选择配平速度。通常用慢车推力状态，按照估算出的相应构型失速速度的1.3倍的速度配平飞机，然后，通过连续缓慢拉杆使飞机平稳地减速，直至失速。在机头出现下沉之后，迅速推杆使飞机增速，改出失速，但用力不应过猛。待速度增大到1.3倍的失速速度后，无需重新配平飞机，就可以以另一个进入率重复进行失速试验。

5、3,定量评估纵向操纵性的飞行测试方法。试飞的主要内容是确定飞机的机动点、操纵梯度、操纵位移梯度、舵偏梯度，即单位过载所需要的驾驶杆位移或舵偏角。经常使用的试飞方法有4种：阶跃法、稳定盘旋、减速转弯和收敛转弯。阶跃法又称稳定拉起法，即飞机保持定常无倾斜直线飞行，试飞员突然实施俯仰阶跃操纵，在预定达到的法向过载值保持3-5s,通过数据处理，即可得到相关的操纵梯度。稳定盘旋法是使飞机保持常值飞行速度，保持预定法向过载，完成无侧滑稳定转弯，即稳定盘旋；减速转弯是飞机由允许的最大速度开始，完成法向过载为常值的减速转弯飞行；收敛转弯是保持马赫数不变的绕紧转弯，即飞机滚转的逐步增加，法向过载也逐步增加，直至

6、最大值，可以建立某一马赫数下法向过载与纵向操纵量之间的关系。阶跃法适用于长周期频率低的状态，稳定盘旋法所得的精度最高，每个稳定盘旋都可以得到一组稳定的法向过载和操纵参数，但耗时较多；而收敛转弯和减速转弯的试飞效率高，但需要注意动态特性影响。4,飞行品质试验中的典型操纵及其应用(1)单脉冲操纵对给定的飞机构型和飞行状态，对纵向、横向、和航向进行脉冲操纵，操纵赋值为1/4、1/2的驾驶杆行程，操纵完成后稳定3-7So目的：检查飞机的初始响应和等效延迟时间、检查飞机短周期模态频率和阻尼、参数辨识。(2)倍脉冲操纵动作要领和目的与单脉冲操纵相同，只是双向连续操纵。(3)阶跃操纵对给定的飞机构型和飞行状

7、态，迅速操纵至指定幅值，并保持3-7s,幅值分别为1/2、1/4和全行程，为保证飞行状态不发生过大变化，对于纵向操纵，可以进行适度反向操纵，然后逆向阶跃操纵。目的：检查飞机的初始响应和等效延迟时间、检查飞机模态特性、参数辨识、操纵梯度(4)3211操纵对给定的飞机构型和飞行状态，采用一组纵向时间序列的阶梯操纵，拉杆3s,推杆2s,拉杆1s,推杆1s。目的：参数辨识、检查飞机的初始响应、检查跟随性和稳定性。(5)正弦扫频对驾驶杆进行等频或变频操纵。频率范围为0.2-5HZ。目的：测量飞机系统的动态品质，包括飞控系统稳定裕度测量、也可以用来进行参数辨识，特别是频域参数辨识。(6)绕紧转弯保持马赫数

8、不变，逐步压杆增加滚转角，拉杆到底增加法向过载，直至最大过载和迎角。目的：验证最大过载和迎角，检查杆力梯度，检查操纵协调性。(7)减速转弯保持高度不变，分别以不同发动机状态，减速水平转弯，逐步增加滚转角、拉杆至最大行程。目的：检查迎角和过载限制器性能，检查随迎角和过载变化的操纵杆力。(8)迅速进入转弯对于给定高度、通过油门保持速度不变，迅速进入转弯并拉杆到底，达到最大迎角和法向过载，本试验目的是检查水平机动能力、操纵性好操纵力。(9)筋斗在对称平面内拉杆到底并彳持，直到俯仰角改变360度。目的：检查迎角和法向过载限制器，检查纵向机动能力和操纵力。(10)最大转弯和俯仰组合操纵快速拉杆后压杆，逐

9、步增加纵向操纵幅值，直至拉杆到底和压杆到底。目的：检查在纵横向耦合情况下的迎角限制器性能，纵横向操纵协调性，最大操纵力和最大速率，同时检查结构强度和载荷。(11)加减速飞行保持高度不变的1g飞行，通过油门加减速平飞，测量杆力和杆位移变化。目的：检查飞机的速度稳定性。(12)全滚目的是检查飞机滚转初始响应，横向等效时间延迟，横向操纵杆力、飞机滚转速率、滚转中的nz、ng和B响应以及恢复品质。(13)从一侧到另一侧定值滚转，并保持俯仰姿态角不变目的：检查飞机协调性、横向操纵响应、综合姿态控制能力。(14)从一侧到另一侧定值滚转，并保持法向过载不变目的：检查飞机协调性、横向操纵响应、综合姿态控制能力

10、。(15)协调侧滑保持高度和速度不变，压杆蹬舵，保持飞机航向不变。目的：检查飞机纵横航向操纵协调性，检查稳定侧滑品质和侧风着陆修正能力。(16)拉杆并保持到俯仰角30度对给定的飞机构型和飞行状态，迅速拉杆至俯仰角30度并保持3-5s。目的：检查俯仰控制的预测性、稳定性和精确性。(17)拉杆并保持到俯仰角10度与上述操纵相同，此时中立位置的非线性影响更显著。(18)推杆并保持到俯仰角-30度上述相同，仅方向相反，推杆至俯仰角-30度。(19)推杆并保持到俯仰角-10度与上述操纵相同，俯仰角为-10度，重点检查中立位置附近的操纵性。(20)空/空跟踪以初始操纵激进和截获后精确的方式跟踪目标。目标运动规律可以是离散的，也可以是连续的。目标运动和飞机操纵可以是单自由度，也可以是三自由度。目的：检查人机闭环飞行品质，操纵协调性和作战效能(21)空/地和空/海跟踪操纵要领与上述相同，目标为地面或海面可视标志。当目标为缓慢运动或静止不动时，可操纵飞机人为造成较大偏差，然后迅速操纵截获和跟踪保持。(22)密集编队指与目标飞机之间最小间隔保持在1-5m范围。目的与空空、空地跟踪相