飞艇的气动模型与线性运动特性分析

来源 :厦门大学 厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:grandbill
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以飞艇为研究对象,在完成飞艇动力学建模过程中,除了考虑重力、浮力、推力对飞艇的作用外,重点分析了俄罗斯、美国以及加拿大体系下的气动力模型,比较了不同气动力结果的差异,进而讨论不同气动力成份对飞艇动态特性的影响。所进行的研究工作主要包括以下几个方面:  (1)飞艇动力学模型的建立。本文基于空间运动的坐标系、坐标变换矩阵以及运动参数,推导了飞艇运动学方程和动力学方程,对飞艇受到的重力、浮力、推力等进行了分析和建模。  (2)分析比较俄罗斯、美国、加拿大学者所采用的气动力估算方法。以俄罗斯现代飞艇技术一书中A-01飞艇作为研究对象,分析三种不同的气动力模型。根据俄罗斯飞艇动力学,将飞艇的气动力分为无粘性气动力和粘性气动力,无粘性气动力表达式采用lamb的结果,粘性定常气动力表达式通过风洞实验得到。注意到不同国家所采用的坐标系不同,通过坐标变换的办法将气动力结果统一在美国坐标系下表示,得到了三种气动力表达式。比较结果表明,这些气动力模型均由粘性气动力的结果和无粘流气动力的结果融合而成,但在处理细节上有所差异。美国学者认为所有与角速度有关的非定常气动力均不存在;加拿大学者认为稳定力矩应该同时包含有粘流中的稳定力矩和无粘流中的Munk力矩;俄罗斯学者则认为有粘性气动力表达式中已包含无粘性中的相同非定常气动力项。文中对这些观点的合理性进行了进一步的讨论。根据以上三种气动力分析思路,得到了美国坐标系下三种不同的气动力结果,从而得到三种气动力模型下的飞艇六自由度动力学方程。  (3)分析不同气动力成分对飞艇动态特性的影响。分别对三组不同气动力模型下的六自由度方程进行小扰动线性化。分别计算三组纵向和横向状态方程的特征根,采用模态分析法,比较不同气动力成分对飞艇运动模态稳定性的影响,进一步讨论不同气动力观点的合理性。同时也分析了飞艇横向和纵向运动特性的差异,探讨了飞艇结构对飞艇运动特性的影响。相对于俄罗斯气动力模型来说,美国气动力模型中没有考虑气动力关于各角速度的阻尼项,因此在纵向运动中,缺少阻尼项导致飞艇摆动模态无法收敛,说明气动力阻尼项对飞艇动态特性有重要影响。加拿大气动力参数模型中,考虑了各种气动力项,并且没有消去Munk力矩,Munk力矩减小了飞艇俯仰扰动运动,使纵向摆动模态和横向偏航、侧滑衰减模态更快趋于平衡状态。  以上分析表明,不同气动力模型对飞艇动态特性影响不一样,飞艇气动力的研究是建立飞艇动力学模型的重要环节,也是研究飞艇动态特性的基础,飞艇气动力模型的研究具有重要意义。
其他文献
随着信息技术的不断发展,软件产业已经成为信息产业的核心和国民经济信息化的基础。自软件诞生以来,“软件危机”始终伴随着软件的发展,表现在成本超支、进度失控、工期超期等,传统的软件过程模型对于缓解软件危机仍具有一定的局限性,改进软件过程对于缓解软件危机具有重要的现实意义。 软件过程是一个典型的复杂系统,是将用户需求转化为可执行系统的开发和演化过程中所进行的软件工程的全部活动,具有并行性、复杂性、
切换系统是一类重要且极具代表性的混杂系统。它由若干个子系统以及一个切换策略共同组成。对于基于连续时间变量与离散时间变量的子系统,分别用微分方程与差分方程进行描述。
近年来,神经网络以其较强的自组织学习能力、容错性、鲁棒性及非线性处理能力等优点在诸多领域广泛应用。其中,BP网络(误差反向传播网络)是最为成熟和应用较为广泛的一种。本
在国际油价居高不下的背景下,随着计算机技术和无线通讯技术的发展,实现一种新型实用的油田报警系统成为石油行业的迫切需要。本文设计了一种基于多媒体短消息服务(MMS)的远程
在对地表水或者污水的化学生物成分进行测量时,需要在一定化学试剂的作用下,将被测溶液在某一固定温度和一定的压力下进行一定时间的加热预处理,然后才能获得准确的测量结果
论文结合“鱼雷靶场对抗试验分布交互仿真系统”项目,解决了多平台对抗仿真系统总体设计、复杂系统建模、联邦成员开发、统计仿真自动化等关键技术,采用pRTI2.0构建了一个包含8
三维地形匹配这一概念从上个世纪70年代开始出现,在80年代中期得到了迅猛发展,并于90年代初开始应用于国防建设。直至目前,随着科学技术的不断发展和国防事业需求的不断提升,
气液两相流在自然界及石油、能源、电力、化工与制药等众多工业生产过程中广泛存在,其参数的准确测量对气液两相流机理研究和相关生产过程的运行状态监测、过程控制及节能增
作为智能建筑的“中枢神经”系统,综合布线系统是智能建筑必备的基础设施。而智能建筑发生故障的根源,有70%以上是由于其智能化系统的布线不善造成的。综合布线系统是否合理,将直
接收机是无线电通信系统的主要组成部分。传统的无线电接收机,其功能单一、对信号的适应能力、硬件依赖性等方面有一定局限,而软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)强