【摘要】：超機(jī)動(dòng)性能已成為現(xiàn)代殲擊機(jī)重要的性能指標(biāo)之一,但這必然要求殲擊機(jī)主動(dòng)進(jìn)行大迎角飛行。殲擊機(jī)在大迎角飛行時(shí)將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣流分離現(xiàn)象,而使得其操縱效能急速下降,出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)定現(xiàn)象,如失速和尾旋等。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)失控現(xiàn)象以及出現(xiàn)失控后進(jìn)行快速改出,實(shí)現(xiàn)飛行員的無憂慮操作是現(xiàn)代殲擊機(jī)氣動(dòng)布局和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文著重針對(duì)尾旋這一失控情形進(jìn)行了研究,其中包括尾旋的預(yù)測(cè)研究、尾旋模態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性研究、尾旋的影響因素和尾旋的邊界研究以及尾旋的改出特性研究等。論文的主要內(nèi)容如下:首先,參照國內(nèi)外關(guān)于尾旋研究的相關(guān)資料和已有的成果,建立了殲擊機(jī)的非線性動(dòng)力學(xué)模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型和大氣模型,并根據(jù)風(fēng)洞數(shù)據(jù)建立了殲擊機(jī)的氣動(dòng)模型并對(duì)所建模型進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。在所建氣動(dòng)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了方向穩(wěn)定性判據(jù)以n dynC?及橫側(cè)操作偏離判據(jù)LCDP,分析了殲擊機(jī)在大迎角情況下的穩(wěn)定性問題,為后面尾旋的預(yù)測(cè)和改出研究提供基礎(chǔ)。其次,根據(jù)所建模型,基于連續(xù)算法求取了不同舵面偏轉(zhuǎn)情況下的平衡面,并利用分支突變理論對(duì)所求取的平衡面進(jìn)行分析研究,分析了殲擊機(jī)大迎角運(yùn)動(dòng)特性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合尾旋運(yùn)動(dòng)特性對(duì)殲擊機(jī)可能存在的尾旋狀態(tài)進(jìn)行了預(yù)測(cè),并通過時(shí)間歷程仿真驗(yàn)證了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。然后,針對(duì)殲擊機(jī)可能出現(xiàn)的尾旋情況進(jìn)行了細(xì)致深入的研究。首先,分析了殲擊機(jī)在不同舵偏情況下可能進(jìn)入的尾旋模態(tài);其次比較了不同尾旋模態(tài)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性;然后基于分岔理論研究分析轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心位置對(duì)尾旋特性的影響。最后,利用可達(dá)平衡集的思想求取了繞速度軸滾轉(zhuǎn)情況下可能出現(xiàn)的尾旋區(qū)域,給出了繞速度軸滾轉(zhuǎn)的尾旋邊界。接著,在前幾章研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)尾旋改出律對(duì)某些尾旋狀態(tài)改出不成功的情況,首先設(shè)計(jì)了基于積分滑模的無推力矢量的尾旋改出律,并與傳統(tǒng)尾旋改出律進(jìn)行了分析比較;然后設(shè)計(jì)了有推力矢量的尾旋改出律并與無推力矢量的情況進(jìn)行比較;然后建立的非定常氣動(dòng)模型并研究了定常氣動(dòng)模型以及改出指令對(duì)尾旋改出的影響。最后,針對(duì)考慮推力矢量設(shè)計(jì)滑模尾旋改出律仍無法改出的情況,設(shè)計(jì)了基于雙冪次趨近律的單向輔助面滑模的尾旋改出律,并對(duì)這些尾旋狀態(tài)進(jìn)行改出,以驗(yàn)證雙冪次單向輔助面滑模尾旋改出律的有效性,并比較分析了雙冪次趨近律和單冪次趨近律對(duì)尾旋改出的影響。
【圖文】：

圖 3.5 高機(jī)動(dòng)飛機(jī)大迎角運(yùn)動(dòng)特性圖示迎角，縱坐標(biāo)表示旋轉(zhuǎn)角速率。由圖 3.5 可°。此時(shí)，迎角范圍已接近失速迎角，可能會(huì)的抖振和機(jī)翼搖擺現(xiàn)象；當(dāng)迎角大于 30°時(shí)機(jī)動(dòng)時(shí)的迎角范圍為50 60 ，已超過

圖 6.1 組合切換面對(duì)二維空間的劃空間分別是第0i空間、1i空間、2i空 1 2, 0; , 0i i i i i i ix S x x S x x , 0; , 0x S x x S x x
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V271.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2554961