模型大迎角高速动态特性与数据精度分析.pdf

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug252016V01．37No82594-2602lSSN1000．6893CN11—1929／Vhttp：／／hkxb．buaaedu．cahkxb@buaaeduCR模型大迎角高速动态特性与数据精度分析李其畅*，赵忠良，杨海泳，马上，李玉平，刘维亮，史晓军，王晓冰中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，绵阳621000摘要：为满足新一代高机动飞机气动性能评估、控制系统精确设计与高机动作战指标实现的需求，模型高速风洞大迎角俯仰动态特性探索及其试验数据精度的确定势在必行，且具有十分重要的工程意义。选取

2、70。三角翼模型、SDM和Su27飞机模型，在FL-24风洞的大振幅俯仰动态试验技术平台上对动态气动特性与试验数据精度进行了研究，获取了70。三角翼模型、SDM和Su一27飞机模型动态气动特性与重复性试验结果。研究结果表明：试验条件下，3种模型的动态数据精度较高，基本达到了高速风洞大迎角常规测力试验数据的精度水平。关键词：风洞试验；边条机翼；动态特性；大迎角；数据精度中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000—6893(2016)08—2594—09飞行器大迎角高机动飞行时，其绕流的非对称导致的非线性非定常动态气动力时刻与之伴随。随着第四代、第五代战斗机机动性能要求的不断提

3、升，大迎角机动特性已经成为评价现代战斗机总体性能优劣不可或缺的关键指标。在战斗机迎角不断增加的机动过程中，机翼表面的漩涡流动经历了复杂的漩涡延后、破碎直至发展为分离的演变过程，气动力呈现高度的非对称、非定常迟滞特性。因此要想实现过失速机动，其气动力必须解决增大可用升力以及改善大迎角的飞行品质和附加升力再利用的问题。模型大迎角动态气动力一直是新一代飞行器研发关注的热点口“。当前，风洞试验模拟仍然是开展飞行器动态气动特性研究的主要手段。国内外低速、高速风洞已经开发了形式多样的动态试验技术平台，飞行器模型大迎角非定常空气动力风洞试验方法和非定常气动力研究均取得了重大进展‘5。93；从传统的模型

4、小振幅动导数试验、旋转天平试验，发展到模型单自由度大振幅动态试验，直至近十年来的模型多自由度大振幅试验技术。在试验数据的基础上，建立数学模型进行仿真，开展飞行器的飞行性能评估与分析，发挥了重要作用口0。13]。近年来，为了满足新一代战斗机的高机动性、高敏捷性等性能开发的需求，开展战斗机模型大迎角动态试验数据精度研究成为关注的重点，也是将动态试验技术推广并应用到型号研制的必经之路。本文高速风洞模型大迎角俯仰动态试验气动特性与数据精度研究，依托中国空气动力研究与发展中心的FL一24风洞大迎角动态试验技术平台，对选取的模型较为系统地开展大迎角俯仰振荡动态特性与数据精度研究。收稿日期：2016-

5、01—13；退修日期：2016-03—07；录用日期：2016—04—18；网络出版时间：2016—05—1116：45网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／111929．V20160511．1645002html基金项目：国家自然科学基金(91216203)*通讯作者Tel：0816—2462542E-mail：liqichangsc@sohucom翻用格式：李其畅，赵惠莨，杨海泳，等模型大迎角高速动态特性s数据精凌分析iJI，航空学报．2016，37(8)：2594．2682uQc，ZHAOZL，YANGHY，etalAnalysisofdynamicperfo

6、rmanceandtestdataprecisionofmodelswithhighangleofattack￡Jj．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2016，37(8)：2594-2602李其畅，等：模型大迎角高速动态特性与数据精度分析1模型和数据处理方法1．1模型试验研究所选取的模型为70。三角翼口43模型、SDM(StandardDynamicsModel)标模(见图1)和简化的边条翼布局模型[9]。70。三角翼模型的动态气动力结果在国内外均具有相应的数据，可作为基准模型验证动态失速试验系统的可靠性。SDM标模作为校验模型，系北大西洋公约组织

7、统一制定的高速风洞动态(动导数)试验结果考核验证模型，是F-16飞机的简化模型。简化的边条翼布局动态试验模型是根据Su一27飞机外形进行简化设计，缩比为1：33，由机身、边条翼、机翼、双立尾、进气道(加堵锥)构成，为便于安装，将简化的Su一27飞机模型尾部进行适当放大。模型的最大投影面积与风洞横截面积之比不超过19％【111tI]1n1图lSD-M简图Fig．1Sketchofstandarddynamicsmodel(SDM)1．