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适用于直升机飞行力学分析的三维空间大气紊流模型 被引量：10
1
作者 吉洪蕾 陈仁良 李攀 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1825-1835,共11页
发展了一种新的适用于直升机飞行力学分析的三维空间大气紊流模型。采用Dryden紊流模型生成给定空间点的时域离散紊流速度,在速度坐标系框架下,横向和垂向采用统计特性守恒的高斯插值法进行紊流场空间扩展,而沿速度的纵向采用时间序列... 发展了一种新的适用于直升机飞行力学分析的三维空间大气紊流模型。采用Dryden紊流模型生成给定空间点的时域离散紊流速度,在速度坐标系框架下,横向和垂向采用统计特性守恒的高斯插值法进行紊流场空间扩展,而沿速度的纵向采用时间序列延迟法扩展紊流场,最终形成覆盖直升机各个气动面的三维空间大气紊流速度场。将本文计算结果和国外经过飞行仿真验证的二维空间紊流模型结果进行对比分析,验证本文模型的有效性和正确性,研究二维和三维空间紊流模型的区别。结果表明:本文模型改善了二维空间大气紊流模型对俯仰角速度、横向速度和航向角速度响应计算幅值偏小的缺陷;紊流引起的直升机响应幅值随飞行速度和紊流强度的增加而增大,随飞行高度的增加而减小。 展开更多
关键词 直升机 大气紊流 紊流模型 三维空间 飞行力学
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耦合POD重构舰面流场的直升机舰面起降数值模拟 被引量：6
2
作者 吉洪蕾 陈仁良 李攀 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期771-779,共9页
为解决舰面非定常流场数据量过大的问题,采用本征正交分解(POD)方法对舰面流场进行重构,发展了一种耦合POD重构流场的直升机舰面起降数值模拟方法。首先采用计算流体力学(CFD)方法计算舰面非定常流场,获得离散数据样本;然后提取流场的PO... 为解决舰面非定常流场数据量过大的问题,采用本征正交分解(POD)方法对舰面流场进行重构,发展了一种耦合POD重构流场的直升机舰面起降数值模拟方法。首先采用计算流体力学(CFD)方法计算舰面非定常流场,获得离散数据样本;然后提取流场的POD模态,并截取能够捕捉到原流场主要特征的少量模态对原流场进行重构;最后建立耦合重构舰面流场的直升机高阶飞行动力学模型。以直升机返航进场为例进行数值模拟,并将计算得到的操纵量和飞行状态与飞行试验结果进行对比。结果表明:使用POD方法重构后的舰面流场数据约为原始样本数据的8.5%,且重构流场与原始流场吻合良好,POD方法能够解决舰面非定常流场数据量过大的问题。与飞行试验数据的对比表明,本文方法捕捉到了舰面非定常流场对直升机的影响,可用于直升机舰面起降研究。 展开更多
关键词 直升机 非定常 舰面流场 本征正交分解 飞行动力学
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共轴双旋翼悬停地面效应分析 被引量：6
3
作者 陆陶冶 陈仁良 +1 位作者 吉洪蕾 辛冀 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期45-52,共8页
共轴双旋翼直升机在近地悬停时存在复杂的旋翼/旋翼/地面干扰效应.为分析近地悬停时共轴双旋翼流场及拉力变化,发展一种共轴双旋翼悬停地面效应计算方法.首先,分别采用升力面法和面元法模拟桨叶和地面对流场的作用,使用三阶精度时间步... 共轴双旋翼直升机在近地悬停时存在复杂的旋翼/旋翼/地面干扰效应.为分析近地悬停时共轴双旋翼流场及拉力变化,发展一种共轴双旋翼悬停地面效应计算方法.首先,分别采用升力面法和面元法模拟桨叶和地面对流场的作用,使用三阶精度时间步进格式进行桨叶尾迹计算,并在尾迹迭代过程中引入"等体积"法修正尾迹.然后,运用模型得到共轴双旋翼无地效的诱导速度分布和单旋翼地面效应下的拉力增益并与试验结果对比,验证方法的合理性.最后,基于算例,分析了共轴双旋翼在地面效应悬停状态下的特性,包括尾迹及流场特点、诱导速度与拉力分布、旋翼间干扰和拉力增益.结果表明:悬停地面效应下共轴双旋翼的尾迹发生卷起并径向扩展,其桨盘平面的诱导速度由上旋翼、下旋翼和地面共同引起;分析也表明了悬停地面效应下共轴双旋翼桨盘平面诱导速度及桨叶拉力分布更均匀,在相同功率下,共轴双旋翼的地面效应拉力增益大于同实度单旋翼的拉力增益. 展开更多
关键词 直升机 共轴双旋翼 地面效应 悬停 自由尾迹
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《飞行动力学与飞行控制》教学改革探索与实践
4
作者 吴宇 吉洪蕾 +1 位作者 黎蕾蕾 张琳 《科技创新导报》 2022年第20期217-220,共4页
《飞行动力学与飞行控制》作为航空宇航科学与技术学科的研究生专业课程,因其对航空背景知识要求较高、学生认识程度不够、授课内容涉及多个基础学科的知识、需要理解与进行公式推导的知识点较多等,导致学生学习效率不高,教学效果不够... 《飞行动力学与飞行控制》作为航空宇航科学与技术学科的研究生专业课程,因其对航空背景知识要求较高、学生认识程度不够、授课内容涉及多个基础学科的知识、需要理解与进行公式推导的知识点较多等,导致学生学习效率不高,教学效果不够理想。面对以上情况,课题组基于近几年的教学实践与学生反馈,对课堂教学内容、教学方式、考核形式等方面进行了初步探索与尝试,以科研问题为导向,强调知识的应用性,设计了多种形式的教学环节,提高了课程内容的针对性、教学手段的科学性、学生学习的积极性。 展开更多
关键词 飞行动力学与飞行控制 航空宇航科学与技术 研究生专业课 科研问题导向
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用于直升机在大气紊流中的旋翼状态反馈控制 被引量：2
5
作者 吉洪蕾 陈仁良 李攀 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期43-52,共10页
发展了一种集成旋翼状态反馈(Rotor-State Feedback,RSF)控制的飞行控制系统,以提升直升机在大气紊流环境中低速飞行时的飞行品质。基于经典显模型跟踪控制系统,对机体和旋翼状态反馈增益进行协同设计,以综合优化旋翼/机体耦合动稳定性... 发展了一种集成旋翼状态反馈(Rotor-State Feedback,RSF)控制的飞行控制系统,以提升直升机在大气紊流环境中低速飞行时的飞行品质。基于经典显模型跟踪控制系统,对机体和旋翼状态反馈增益进行协同设计,以综合优化旋翼/机体耦合动稳定性和直升机在飞行品质相关频率范围(1~12rad/s)内的紊流缓和能力。同时,设计了一个旋翼前馈控制以增强直升机的操纵响应特性。对直升机飞行品质的线性分析表明:RSF控制的引入能够在实现旋翼/机体耦合动稳定性控制的同时使滚转和俯仰通道的指令跟踪延迟时间分别降低21.87%和25.82%,扰动抑制带宽分别提升243.22%和72.56%。最后以飞行试验验证的高阶非线性飞行动力学模型进行数值模拟验证控制系统。结果表明:RSF控制的引入使直升机滚转、俯仰角速率对紊流响应的标准差分别降低55.68%和26.81%。集成RSF的控制系统能够提升直升机在紊流中的飞行品质。 展开更多
关键词 直升机 大气紊流 飞行品质 旋翼状态反馈 模型跟踪控制 飞行动力学
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《飞行动力学与控制》项目导入任务驱动教学改革实践 被引量：1
6
作者 吉洪蕾 张琳 +1 位作者 吴宇 姚建尧 《科技创新导报》 2022年第18期142-148,共7页
本文针对研究生《飞行动力学与控制》课程开展项目导入任务驱动教学改革实践进行研究,提出以项目大作业作为前置导引、将项目分解为多个实践任务的教学思路。在教学实践中,首先应开展任务教学,以小组互评和教师评析的方式,梳理和总结上... 本文针对研究生《飞行动力学与控制》课程开展项目导入任务驱动教学改革实践进行研究,提出以项目大作业作为前置导引、将项目分解为多个实践任务的教学思路。在教学实践中,首先应开展任务教学,以小组互评和教师评析的方式,梳理和总结上次任务实践结果,并讲解下次任务求解思路,然后开展理论教学,最后以学生小组形式在课后完成实践任务,形成任务引导、理论反馈和教师为主导、学生为主体的教学设计,发展过程考核与结果考核、项目评价与理论考试相结合的课程评价方法。实践结果表明,小组互评和教师评析环节的引入能够降低学生学习背景和实践能力差异的影响,帮助学生顺利完成项目实践,学生项目实践水平与理论知识理解掌握水平成正比。本文所述教改实践方法可以实现工程实践技能和理论知识学习的相互促进,教学效果优良,可推广到更多航空航天研究生专业课程的教学实践中。 展开更多
关键词 飞行动力学与控制 项目导入 任务驱动 教学方法 教学实践
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适于直升机飞行仿真的高原大气紊流模型
7
作者 吉洪蕾 苏俊杰 +1 位作者 陈仁良 孔卫红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期244-254,共11页
发展了一种适于直升机飞行仿真的高原大气紊流模型。首先,考虑地形地貌、大气层结、平均风速廓线的影响,给出高原大气紊流的功率谱密度模型及其统计特性参数,采用最小二乘法建立有理形式的高阶紊流成型滤波器,并采用零极点匹配法将其离... 发展了一种适于直升机飞行仿真的高原大气紊流模型。首先,考虑地形地貌、大气层结、平均风速廓线的影响,给出高原大气紊流的功率谱密度模型及其统计特性参数,采用最小二乘法建立有理形式的高阶紊流成型滤波器,并采用零极点匹配法将其离散形成时域紊流速度生成算法。在此基础上,采用协方差矩阵Cholesky因子分解的线性变换法建立空间相关的大气紊流成型滤波器,采用“冻结场”假设沿飞行速度方向扩展,形成覆盖直升机各气动面的三维空间大气紊流模型。最后,将上述紊流模型集成到已有直升机飞行动力学模型并进行非线性仿真验证。结果表明,该模型能够准确捕捉高原地形地貌、大气层结、风速廓线等因素对大气紊流速度的影响;集成大气紊流的飞行动力学模型能够准确捕捉大气紊流对直升机运动的动态干扰特性。 展开更多
关键词 直升机 高原 大气紊流 飞行动力学 飞行仿真
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基于直升机舰面起降动态仿真的风限图计算 被引量：2
8
作者 吉洪蕾 赵辉 +1 位作者 陈仁良 吴文韬 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期53-64,共12页
建立了基于直升机舰面起降动态仿真的风限图(WOD)计算方法,综合计入舰船尾流、直升机运动和驾驶员操控等多因素的作用提升风限图计算的准确度。基于耦合舰船非定常尾流的飞行动力学模型,发展了适于直升机多轴协同操控的驾驶员模型,建立... 建立了基于直升机舰面起降动态仿真的风限图(WOD)计算方法,综合计入舰船尾流、直升机运动和驾驶员操控等多因素的作用提升风限图计算的准确度。基于耦合舰船非定常尾流的飞行动力学模型,发展了适于直升机多轴协同操控的驾驶员模型,建立了舰面起降轨迹的数学描述和生成方法,形成计入舰船尾流、直升机运动和驾驶员操控等多因素综合作用的直升机舰面起降动态仿真方法。在此基础上,总结风限图计算判据,建立风限图计算方法。计算结果表明,某些风况下直升机在舰面起飞和降落过程中受到舰船尾流的干扰远大于在甲板上方悬停时受到的作用。本文方法能够捕捉到不同起降点和起降方式导致舰船尾流时空变化的干扰,与传统计算方法相比,显著提升了风限图计算的准确度。 展开更多
关键词 直升机 飞行动力学 舰船尾流 动态配合 风限图
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集成旋翼控制的直升机高带宽飞行控制设计 被引量：1
9
作者 孙青云 李玉龙 +1 位作者 鲁可 吉洪蕾 《重庆大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期87-98,共12页
为发展一种集成旋翼控制的直升机高带宽飞行控制设计方法,基于显模型跟踪控制技术,在反馈控制模块引入旋翼运动信息并采用旋翼/机体控制增益的最优化设计提升直升机动稳定性,采用旋翼前馈增强控制提升直升机操纵频率,提出基于有效跟踪... 为发展一种集成旋翼控制的直升机高带宽飞行控制设计方法,基于显模型跟踪控制技术,在反馈控制模块引入旋翼运动信息并采用旋翼/机体控制增益的最优化设计提升直升机动稳定性,采用旋翼前馈增强控制提升直升机操纵频率,提出基于有效跟踪的显模型参数设计方法提升直升机小幅高频和中等幅度姿态控制的操纵品质。最后,基于高阶飞行动力学模型分析直升机操纵品质,结果表明:将旋翼控制用于直升机飞行控制设计能够在保持系统稳定性的同时提升操纵频率,直升机纵、横向操纵响应带宽分别提升18%和10%,纵、横向姿态快捷性分别提升25%和20%。 展开更多
关键词 直升机 旋翼控制 显模型跟踪控制 操纵品质 飞行动力学
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