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近空间高超声速飞行器气动特性研究的若干关键问题 被引量:27
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作者 叶友达 张涵信 +1 位作者 蒋勤学 张现峰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1292-1310,共19页
在30~70 km空域机动飞行的高超声速飞行器的优点是可以耦合利用所处空域的空气产生的升力和高速飞行的离心力进行远距离机动滑翔飞行,具有重要的实用价值.尽管过去数十年在高超声速流动研究方面取得显著进展,但在设计研究近空间远程滑... 在30~70 km空域机动飞行的高超声速飞行器的优点是可以耦合利用所处空域的空气产生的升力和高速飞行的离心力进行远距离机动滑翔飞行,具有重要的实用价值.尽管过去数十年在高超声速流动研究方面取得显著进展,但在设计研究近空间远程滑翔的高超声速飞行器方面仍然存在许多挑战,特别是对特定飞行条件下的流动机理了解不清楚.本文介绍了作者研究团队在开展近空间高超声速飞行器有关的关键气动问题方面的研究进展,主要包括:建立了近空间高超声速飞行的流动模型,发展了系统的相关计算空气动力学方法,针对高空高速飞行条件下稀薄气体效应和真实气体效应的耦合作用影响研究了合适的滑移边界条件,考虑了不同组分存在条件下的温度、速度和压力的滑移效应影响;提出了飞行器气动外形的动态优化方法,获得了可工程实用化的高升阻比飞行器气动外形;建立了高速飞行器动稳定性理论,在实现高超声速飞行器动态稳定飞行方面取得重大进展;最后讨论了高超声速飞行器设计中进一步需要关注的若干关键技术和科学问题、可能解决的途径及其所涉及的学科发展方向. 展开更多
关键词 近空间 模型 优化设计 稳定性 高超声速飞行器
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纵浪上船舶的动稳性研究 被引量:8
2
作者 董艳秋 张延峰 +2 位作者 唐友刚 张泽盛 郑俊武 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期27-37,共11页
在纵浪上航行的船舶,当升沉(或纵摇)固有频率约为横摇固有频率的2倍时将发生参数激励主共振。本文考虑升沉对横摇的耦合作用,建立了非线性参数激励横摇运动方程。用多尺度方法对方程进行求解,用Floquet理论和分岔理论对定常解进行... 在纵浪上航行的船舶,当升沉(或纵摇)固有频率约为横摇固有频率的2倍时将发生参数激励主共振。本文考虑升沉对横摇的耦合作用,建立了非线性参数激励横摇运动方程。用多尺度方法对方程进行求解,用Floquet理论和分岔理论对定常解进行稳性分析,获得了参数激励主共振下的不稳定域和可以导致船舶倾覆的多数区域,为船舶的动稳性研究提供了一种新的方法。与数值结果的比较验证了本文的结论。 展开更多
关键词 横摇 倾覆 稳定性 船舶 纵浪
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低速风洞带动力模型自由飞试验 被引量:14
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作者 岑飞 聂博文 +2 位作者 刘志涛 孙海生 李清 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期54-66,共13页
为在风洞中模拟飞行器六自由度飞行的物理过程,获取飞行器流动/运动/控制耦合特性,对低速风洞带动力模型自由飞试验技术进行了研究。基于相似准则,在大型低速风洞建立了试验系统,利用纵向静不稳定的动力学相似缩比模型飞机,经过飞行控... 为在风洞中模拟飞行器六自由度飞行的物理过程,获取飞行器流动/运动/控制耦合特性,对低速风洞带动力模型自由飞试验技术进行了研究。基于相似准则,在大型低速风洞建立了试验系统,利用纵向静不稳定的动力学相似缩比模型飞机,经过飞行控制律闭环控制增稳后,开展稳态飞行、施加标准激励验证飞行、控制律参数调整验证飞行、大迎角飞行等自由飞试验,并将试验结果与原型机飞行仿真结果进行了对比研究。结果表明,基于相似准则建立的低速风洞带动力模型自由飞试验系统,能够有效模拟飞机闭环控制飞行过程,试验结果准确反映原型机的稳定与控制特性。低速风洞带动力模型自由飞试验验证了原型机的飞行控制律,预测了其大迎角失速/偏离特性,形成了飞行器气动/飞行力学/控制一体化风洞试验研究能力。 展开更多
关键词 风洞 飞行试验 飞行品质 稳定性 飞行控制
原文传递
滚子链传动的纵向振动 被引量:5
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作者 张克仁 张文祥 丁守才 《淮南矿业学院学报》 1995年第1期51-56,共6页
本文提出了滚子链传动纵向振动的力学模型,由冲击效应和多边形效应给出了纵向振动的激励源,建立了纵向振动动态特性的计算式。
关键词 滚子链条 纵向振 稳定性
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直升机旋翼/机体动稳定性研究进展 被引量:10
5
作者 贺天鹏 李书 李小龙 《力学与实践》 北大核心 2013年第3期1-19,共19页
首先对直升机旋翼/机体动不稳定性问题的种类进行了简要概述,包括旋翼挥舞/变距、变距/摆振、挥舞/摆振和挥舞/摆振/变距耦合等孤立旋翼动不稳定性问题,以及直升机地面共振和空中共振等旋翼/机体耦合动不稳定性问题,然后分别从气动力与... 首先对直升机旋翼/机体动不稳定性问题的种类进行了简要概述,包括旋翼挥舞/变距、变距/摆振、挥舞/摆振和挥舞/摆振/变距耦合等孤立旋翼动不稳定性问题,以及直升机地面共振和空中共振等旋翼/机体耦合动不稳定性问题,然后分别从气动力与结构的高精度数值模型、动稳定性的计算分析方法和实验模型测试3个方面详细介绍了直升机旋翼/机体动不稳定性问题的研究现状,并着重讨论了直升机旋翼/机体动稳定性分析技术最近的主要研究方向:耦合CFD(computational fluid dynamics)/CSD(computational structural dynamics)的直升机旋翼气弹动稳定性分析、复合材料旋翼动稳定性分析及其材料不确定性影响、带减摆器的旋翼/机体动稳定性分析和先进直升机构型的旋翼/机体动稳定性分析,最后对直升机旋翼/机体动稳定性研究的发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 直升机 稳定性 地面共振 空中共振 材料不确定性
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不带稳定翼飞船返回舱俯仰动稳定性研究 被引量:8
6
作者 张涵信 袁先旭 +1 位作者 谢昱飞 叶友达 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期130-134,共5页
联盟号飞船返回舱,如果不存在稳定翼,从高超声速到低Mach数时,力矩曲线有由一个平衡迎角(α1),经二个(α1、α′2)到三个(α1、α2、α3)平衡迎角的情况出现。当有一个平衡迎角时,可能有一临界Mach数Mcr,当M∞>Mcr时,平衡迎角处是动... 联盟号飞船返回舱,如果不存在稳定翼,从高超声速到低Mach数时,力矩曲线有由一个平衡迎角(α1),经二个(α1、α′2)到三个(α1、α2、α3)平衡迎角的情况出现。当有一个平衡迎角时,可能有一临界Mach数Mcr,当M∞>Mcr时,平衡迎角处是动稳定的;M∞<Mcr,变为动不稳定的,同时出现极限环。也可能不存在这个Mcr,这时随Mach数降低到M∞=M′cr,即2个平衡迎角的情况,在力矩曲线与α轴相切的平衡点α′2,会出现鞍、结点分叉。M∞<M′cr后,对于存在三个平衡点的情况,在α和 α的相图上,它是结点-鞍点-结点的结构。当α1处是稳定结点形态时,只有在很小的扰动情况下,它才能返回α1的状态。如果α1为不稳定结点状态,在α1附近,微小的扰动,使迎角由α1迅速变成α3或者更大。这是混沌的先兆。 展开更多
关键词 稳定 飞船 返回舱 俯仰振荡 稳定性
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直升机吊挂飞行耦合分析 被引量:9
7
作者 陈元 陈仁良 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期165-172,共8页
从气动导数和运动模态两个层面分析了直升机吊挂飞行中的耦合。首先,建立了直升机/刚性吊索/刚体吊挂物的全耦合飞行动力学模型。然后,计算了配平特性和频响特性,并与飞行试验数据对比验证了模型。最后,通过算例分析了直升机与吊挂系统... 从气动导数和运动模态两个层面分析了直升机吊挂飞行中的耦合。首先,建立了直升机/刚性吊索/刚体吊挂物的全耦合飞行动力学模型。然后,计算了配平特性和频响特性,并与飞行试验数据对比验证了模型。最后,通过算例分析了直升机与吊挂系统的耦合。分析表明:直升机上吊挂点处的运动和作用力是形成相互耦合的关键。相互耦合使得直升机姿态对其角运动产生静稳定作用,直升机自身阻尼对整个系统产生作用,同时还增强了吊索摆角对吊索摆动的静稳定性。气动导数的变化削弱了直升机滚转和荷兰滚模态的稳定性,改善了吊挂系统两个单摆模态的动稳定性。直升机和吊挂系统的横航向耦合强于纵向耦合。 展开更多
关键词 直升机 吊挂 耦合 稳定性 飞行力学
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一种基于复模量的粘弹减摆器非线性VKS改进模型 被引量:9
8
作者 胡国才 侯志强 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第S1期73-77,共5页
根据粘弹减摆器单频、对称激振实验获得的复模量数据,对粘弹减摆器的非线性VKS模型进行了参数识别;为了使模型适用于单频及双频条件,提出了一种考虑频率修正的非线性VKS改进模型,并用单频及双频条件下的复模量实验数据对分析模型进行了... 根据粘弹减摆器单频、对称激振实验获得的复模量数据,对粘弹减摆器的非线性VKS模型进行了参数识别;为了使模型适用于单频及双频条件,提出了一种考虑频率修正的非线性VKS改进模型,并用单频及双频条件下的复模量实验数据对分析模型进行了验证。改进模型可以正确地反映出粘弹减摆器复模量的非线性特性,可用来预估其单频及双频条件下的复模量特性。应用该模型进行了直升机空中共振分析,发现某直升机从悬停到前飞,其摆振后退型模态阻尼下降了37%左右。 展开更多
关键词 直升机 粘弹减摆器 非线性模型 复模量 稳定性 空中共振
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再入飞行器极限环运动分析 被引量:9
9
作者 洪金森 洪诗权 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期204-209,共6页
应用控制再入飞行器纵向运动二阶微分方程,根据外形对称特征,建立气动力系数模型,对方程进行定性分析。由构造的相平面,揭示出运动的全局特性———螺旋点、鞍点、Hopf分岔、极限环以及导致振荡运动和发散的初始条件域。应用多尺度法获... 应用控制再入飞行器纵向运动二阶微分方程,根据外形对称特征,建立气动力系数模型,对方程进行定性分析。由构造的相平面,揭示出运动的全局特性———螺旋点、鞍点、Hopf分岔、极限环以及导致振荡运动和发散的初始条件域。应用多尺度法获得运动方程的极限环振幅和频率的渐近表达式,讨论了Hopf分岔类型。对静态俯仰力矩系数变化产生的影响也进行了分析。 展开更多
关键词 稳定性 HOPF分岔 极限环 多尺度法
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大攻角下有限振幅俯仰飞行的非线性动稳定性分析 被引量:7
10
作者 陆夕云 杨国伟 +1 位作者 庄礼贤 李潜 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第2期177-182,共6页
本文介绍了一种关于大攻角飞行条件下,飞行器非线性动稳定性分析的数学方法。基于飞行器整体运动的低频特点(k1),将动稳定性导数的概念推广到大攻角有限摆幅振荡飞行的稳定性分析,给出了逐次求取各阶动导数的摄动方法,导出了... 本文介绍了一种关于大攻角飞行条件下,飞行器非线性动稳定性分析的数学方法。基于飞行器整体运动的低频特点(k1),将动稳定性导数的概念推广到大攻角有限摆幅振荡飞行的稳定性分析,给出了逐次求取各阶动导数的摄动方法,导出了小参数形式的非线性动力学方程。结合常微分方程的定性理论,可以揭示大攻角飞行中的某些非线性特征,方法原则上可推广到多自由度问题。 展开更多
关键词 稳定性 大攻角飞行 非线性振 飞行器
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基于提高动稳定性的拱坝拱圈结构抗震优化设计 被引量:7
11
作者 谢能刚 邵韦循 王彪 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期41-44,共4页
提出了表征结构抗震动稳定性的能量函数 ,推导了能量函数的表达式 ,并以拱坝的拱圈为算例 ,进行了优化设计 .结果表明 ,降低了拱圈结构的地震反应能量 ,提高了抗震能力 .
关键词 抗震 稳定性 能量函数 拱圈 优化设计 拱坝 结构抗震
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关于飞船的动态稳定问题 被引量:7
12
作者 张涵信 冉政 +1 位作者 呙超 周伟江 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第2期123-129,共7页
本文研究了以平衡攻角为中心作俯仰振荡的飞船,其动态稳定形态随来流马赫数M∞的变化。设θ(t)是由平衡攻角起算的俯仰振荡角,cm(θ,θ)是作用于飞船上的气动力矩系数,cμ(θ,θ)θ是阻尼力矩(天上飞行时为零),可以... 本文研究了以平衡攻角为中心作俯仰振荡的飞船,其动态稳定形态随来流马赫数M∞的变化。设θ(t)是由平衡攻角起算的俯仰振荡角,cm(θ,θ)是作用于飞船上的气动力矩系数,cμ(θ,θ)θ是阻尼力矩(天上飞行时为零),可以证明λ=(cmθ)θ=θ=0+cμ(0,0)=λ(M∞)是决定动稳定形态的重要参数。如果随M∞变化,λ由小于零经λ=0变化到λ>0,则飞船将由稳定的点吸引子状态(即稳定在平衡攻角状态)发展为时间周期吸引子状态(即作周期振荡),对应于λ(M∞)=0的那个马赫数Mcr是出现该Hopf分岔的临界马赫数。本文利用耦合求解俯仰振荡方程和NS方程的数值模拟方法,模拟了这种运动形态。 展开更多
关键词 稳定性 极限 HOPF分岔 飞船 N-S方程
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微型飞行器的仿生力学——蜜蜂悬停飞行的动稳定性研究 被引量:6
13
作者 孙茂 熊燕 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期385-391,共7页
研究蜜蜂悬停飞行的纵向动稳定性问题。用数值求解NS方程的方法计算拍动翅及身体的气动导数;用特征模态分析方法求解运动方程。蜜蜂悬停飞行的纵向扰动运动由3个特征模态构成:不稳定振荡模态、快衰减模态、慢衰减模态。不稳定振荡模态... 研究蜜蜂悬停飞行的纵向动稳定性问题。用数值求解NS方程的方法计算拍动翅及身体的气动导数;用特征模态分析方法求解运动方程。蜜蜂悬停飞行的纵向扰动运动由3个特征模态构成:不稳定振荡模态、快衰减模态、慢衰减模态。不稳定振荡模态主要为俯仰与水平方向的振荡运动;向前运动伴随上仰运动,向后运动伴随下俯运动,这种水平运动与俯仰运动的耦合产生的与转动方向同向的力矩,是不稳定的原因。快衰减模态主要为单调下俯和向前(或上仰和向后)运动。慢衰减运动主要为下沉(或上升)运动。由于不稳定振荡模态的存在,蜜蜂的悬停飞行是动不稳定的,扰动增长的倍幅时间(0.11s)是拍动周期(5.1ms)的22倍,这对蜜蜂来说是较慢的。这里的结果也许可解释蜜蜂为何悬停得很平稳,同时机动性也很好:扰动增长慢,易于调整翅的运动以抑制之(昆虫可在远小于拍动周期的时间内调整其翅膀的运动);而稳定性弱或不稳定为高机动性提供了基础。 展开更多
关键词 仿生力学 蜜蜂 悬停 稳定性 N-S方程数值解 模态分析
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载人飞船返回舱的动稳定性 被引量:8
14
作者 赵梦熊 《气动实验与测量控制》 CSCD 1995年第2期1-8,共8页
载人飞船返回舱动稳定性的地面模拟试验方法有强迫振动法、有限自由振动法、自由翻滚法和模型自由飞试验法。试验结果表明,在配平攻角区阿波罗返回舱除马赫数M<0.7以外,一般都具有俯仰正阻尼特性。双子星座返回舱在配平攻角区,... 载人飞船返回舱动稳定性的地面模拟试验方法有强迫振动法、有限自由振动法、自由翻滚法和模型自由飞试验法。试验结果表明,在配平攻角区阿波罗返回舱除马赫数M<0.7以外,一般都具有俯仰正阻尼特性。双子星座返回舱在配平攻角区,当M<2.5时存在俯仰负阻尼特性。钝头气流分离效应、后体气流再附效应、船尾近尾流效应和动态时滞效应等对静、动稳定性都有相反效应。这些效应会使返回舱的静稳定性增加,而使动稳定性降低。角振幅增大会使返回舱的平均俯仰阻尼增加,马赫数增大使俯仰阻尼降低。 展开更多
关键词 返回舱 空气力学 稳定性 载人飞船
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高超声速飞行器非对称转捩对稳定性的影响 被引量:8
15
作者 高清 李潜 +1 位作者 陈农 宋玉辉 《战术导弹技术》 2012年第6期12-15,共4页
对高超声速飞行器进行了非对称转捩对飞行器稳定性的影响研究,并通过风洞试验对纵向绊线促发和抑制转捩的方法进行了研究。研究结果表明:高超声速飞行器的横侧向稳定性较差,其主要原因是头部绕流的横向扰动,其中非对称转捩是最重要原因... 对高超声速飞行器进行了非对称转捩对飞行器稳定性的影响研究,并通过风洞试验对纵向绊线促发和抑制转捩的方法进行了研究。研究结果表明:高超声速飞行器的横侧向稳定性较差,其主要原因是头部绕流的横向扰动,其中非对称转捩是最重要原因之一。横侧向失稳可能造成飞行器的螺旋运动。采用纵向绊线可以促使横向流的固定转捩,并降低横向流转捩的不对称性,增强高超声速飞行器的横侧向稳定性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 稳定性 非对称转捩 风洞试验
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二阶随机系统的Lyapunov指数与稳定性 被引量:2
16
作者 戎海武 王命宇 方同 《振动工程学报》 EI CSCD 1997年第2期213-218,共6页
利用线性变换方法研究了二阶系统在随机扰动下系统的运动稳定性及分叉问题。给出了线性化系统最大Lyapunov指数的计算公式,从而由其最大Lyapunov指数为零可求出线性化系统几乎必然稳定区域的边界。
关键词 随机系统 稳定性 李雅普罗夫指数
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高速风洞模型自由飞试验技术 被引量:7
17
作者 蒋增辉 宋威 鲁伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期680-686,692,共8页
风洞模型自由飞试验是介于普通风洞试验和飞行试验之间的一种特种风洞试验技术。本文对高速风洞模型自由飞试验技术的发展现状做了介绍,对风洞模型自由飞试验技术的共性特点,及其不同的子技术——普通模型自由飞试验、多体分离风洞自由... 风洞模型自由飞试验是介于普通风洞试验和飞行试验之间的一种特种风洞试验技术。本文对高速风洞模型自由飞试验技术的发展现状做了介绍,对风洞模型自由飞试验技术的共性特点,及其不同的子技术——普通模型自由飞试验、多体分离风洞自由飞试验及高速风洞投放模型试验——三种子技术之间的差异及各自所适用的应用领域进行了总结。其共性特点是:没有支撑干扰,能够实现模型在风洞中的自由飞行;能够实现对分离瞬间瞬态气动力的模拟;试验的重复性较普通风洞试验要差。三种子技术在共性特点基础上又具有不同的特点:其中普通风洞模型自由飞试验主要应用于飞行器动稳定性问题研究,多体分离风洞自由飞试验和高速风洞投放模型试验则是应用于飞行器各类多体分离问题,而由于试验技术的差异,使得多体分离风洞自由飞试验和高速风洞投放模型试验技术在具体的多体分离问题的应用范围上又有所不同。 展开更多
关键词 风洞模型自由飞试验 多体分离风洞自由飞试验 高速风洞投放模型试验 稳定性 多体分离
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考虑剪力效应的复合材料层合曲板在侧压作用下的非线性动力稳定性 被引量:6
18
作者 杨嘉陵 张志民 +1 位作者 张耀 高镇同 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期410-415,共6页
以无穷长的复合材料层合曲板受阶跃均布侧压作用的非线性动力稳定性问题为研究内容,侧重分析了剪力效应以及不同铺层方向的各向异性效应对动临界载荷参数的影响。指出:①对于抗剪能力较弱的复合材料曲板,横向剪力的影响将显著降低临... 以无穷长的复合材料层合曲板受阶跃均布侧压作用的非线性动力稳定性问题为研究内容,侧重分析了剪力效应以及不同铺层方向的各向异性效应对动临界载荷参数的影响。指出:①对于抗剪能力较弱的复合材料曲板,横向剪力的影响将显著降低临界载菏的值,因而不能忽略它的效应,否则,所得到的临界值将毫无意义;②纤维的方向对临界载荷的影响非常大,不同的铺层方向可能导致临界载荷参数值相差数倍。 展开更多
关键词 层压板 剪力 非线性 稳定性
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回收沥青混合料掺量对再生沥青混合料性能的影响 被引量:7
19
作者 乔志勇 庄江涛 《石油沥青》 2013年第3期19-24,共6页
研究了回收沥青混合料(RAP)掺量(0%、30%、50%、70%和100%)对热拌沥青混合料最佳油石比、马氏稳定度、抗车辙性能、抗水害性能和抗裂性能的影响。结果表明,RAP降低了新沥青用量,同时RAP在一定掺量下(50%以内),显著提高沥青混合料的马氏... 研究了回收沥青混合料(RAP)掺量(0%、30%、50%、70%和100%)对热拌沥青混合料最佳油石比、马氏稳定度、抗车辙性能、抗水害性能和抗裂性能的影响。结果表明,RAP降低了新沥青用量,同时RAP在一定掺量下(50%以内),显著提高沥青混合料的马氏稳定度和高温稳定性,并对抗水害和常温抗裂性能基本无负面影响,但是当RAP掺量超过50%后,沥青混合料的高温稳定性、抗水害和抗裂性能大大降低,同时值得注意的是RAP的加入在一定程度上降低了沥青混合料的低温抗裂性能,因此建议RAP的掺量不宜超过50%,并采取一定措施提升混合料的低温抗裂性能。 展开更多
关键词 RAP 掺量 沥青混合料 稳定性
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盒式布局飞机的纵向飞行品质研究 被引量:6
20
作者 陈迎春 王立新 +1 位作者 王明丰 马超 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2006年第3期5-8,12,共5页
为了获得盒式布局飞机的飞行品质特征,对新型亚声速盒式布局飞机的气动特性进行了计算,采用时域分析的方法对其纵向模态进行了分析,并与常规飞机的特性进行了比较,提出了改善盒式布局飞机飞行品质的有效措施。研究结果表明,盒式布局飞... 为了获得盒式布局飞机的飞行品质特征,对新型亚声速盒式布局飞机的气动特性进行了计算,采用时域分析的方法对其纵向模态进行了分析,并与常规飞机的特性进行了比较,提出了改善盒式布局飞机飞行品质的有效措施。研究结果表明,盒式布局飞机具有良好的升阻特性和特殊的纵向操稳特性。 展开更多
关键词 盒式布局 飞行品质 稳定性 稳定性
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