快速拉起机翼摇滚运动及其控制

admin · 发表于 2024-1-29 20:17:02

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雅宝题库解析：
现代飞行器常用的旋成体前体在大迎角下会产生前体非对称涡绕流，该非对称涡绕流作用于机翼，使飞行器在大攻角机动中可能产生不可控的机翼摇滚运动，这种前体涡诱导的机翼摇滚通常是在飞行器动态俯仰拉起时产生。而目前对机翼摇滚的研究大多针对固定攻角下的三角翼机翼摇滚，鉴于此，本文采用小后掠机翼与细长旋成体的组合体模型，开展了拉起运动中前体涡诱导的机翼摇滚运动及控制的实验研究。本文首先利用PID控制提高攻角快速拉起的运行精度，并发展了快速拉起运动/压力/PIV同步测控实验技术。利用该技术初步探究了亚临界下组合体流场随攻角的演化特性，并按主控摇滚的主要流场特征，将其随攻角分区为：机翼绕流区(0°到30°攻角)、前体非对称涡区（30°至60°）、非定常区（60°至90°）。亚临界Re数下固定攻角时单自由度机翼摇滚（头部人工扰动位置于0°）的实验研究表明：在机翼绕流区主要呈现出平衡位置附近不规则微振荡或偏向负侧的类极限环运动；前体非对称涡区主要呈现发散和单极限环运动形态；非定常区主要为平衡位置附近的不规则微振荡。而随着拉起减缩频率的增加，拉起机翼摇滚运动在机翼绕流区振幅逐渐减小，在前体非对称涡区和非定常区逐渐变化为类正弦的运动形式。变化头部人工扰动位的快速拉起机翼摇滚实验发现：当扰动位置于一、三象限，快速拉起机翼摇滚运动为起始向负向滚转的类正弦运动；而在二、四象限，为起始向正向滚转的类正弦运动。亚临界Re数下固定攻角时单自由度机翼摇滚的头部旋转（6hz）控制实验研究表明：在前体非对称涡区，30°至42.5°攻角，头部旋转后的机翼摇滚类型变为偏向负侧的类极限环运动，随攻角增大，平衡位置趋于0°，幅值趋于减小；而在42.5°攻角至非定常区的70°攻角，头部旋转均能实现控制。对于动态拉起情况下机翼摇滚的控制，随着拉起减缩频率的增加，头部旋转（6hz）控制下的机翼摇滚运动逐渐呈现出类正弦的运动规律。当摇滚释放攻角处于前体非对称涡区时，头部旋转控制下的拉起机翼摇滚运动振幅较小。

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