氣動補償檢視原始碼討論檢視歷史
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氣動補償是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技術語。
漢字,中國古人智慧的結晶[1]。千百年間,它經歷了「甲金篆隸草楷行」的發展[2]。從記錄的工具到藝術的載體,它的身上,傾注了無數先人的心血。
名詞解釋
為了減小操縱面的鉸鏈力矩,使駕駛員操縱飛機時省力,按照空氣動力學的原理對操縱面設計所採取的一種措施。有軸式補償,角式補償,內封補償和隨動補償。
由於非定常氣動特性是體現在氣動數據的一定條件範圍內,不能描述完整的飛行器氣動函數依賴性。因此非定常氣動模型需要依賴於氣動數據庫的通用氣動模型。通過模型補償的方法修正基於氣動數據庫的完整模型結構可以很好的結合兩者的優勢,以此更新原有的氣動數據庫 。
背景
現代飛行器性能的提高突出了基於傳統的穩定性和氣動力導數的模型在描述運動方程時的缺點。高超聲速飛行器大範圍劇烈變化的飛行條件使得僅考慮定常氣動模型將無法很好的體現高超聲速的氣動特性。尤其是在大迎角範圍時,高超聲速飛行器在小振幅震盪測試中體現了明顯的運動頻率影響,這就使得傳統的穩定性導數模型不能符合要求。在大迎角飛行時,飛行器具有高度的非線性氣動特性,穩定性導數模型完全不能描述。因此為了實現良好的控制飛行,提升氣動建模的非線性和時間依賴性已經得到了廣泛的重視。
傳統的穩定性導數模型假設氣動力和力矩僅與飛行狀態的即時值相關,因此模型就無法考慮非定常氣動力的影響,不能描述時間變化的氣動特性。為此,近些年很多的研究提出了大量的非線性和非定常氣動建模方法。但是通常這些研究都是基於理論上的,沒有考慮到模型應用的實際問題和模型研究的有效性問題。高超聲速飛行器的一體化設計需要變化飛行器的外形參數,其氣動模型的生成也需要快速的變化,通常應用簡化的假設和計算沒有考慮非定常氣動力的影響。面向控制的設計理念需要得到明確解析的模型形式,缺少非定常氣動力的補償使得控制器的性能降低。
意義
面向控制的一體化設計應用了參數化建模的方法,高超聲速飛行器的設計中需要不斷地改變外形參數獲得綜合考慮氣動、結構、推進、控制等的最優參數。為了分析其氣動特性以及動力學特性需要兼顧模型的保真度與生成效率,通常會簡化模型並選擇犧牲一定的精度,快速反覆地計算氣動力。因此在不改變一體化設計效率的前提下,完善的氣動建模與補償修正是非常必要的。
氣動補償空速管
氣動補償空速管是為解決靜壓源誤差而提出的。在50年代,國外就有人提出採用空氣動力補償的辦法來解決靜壓測不淮的問題。經過多年研究,於60年代在飛機上得到了使用。安裝于飛機不同位置處(如機頭、翼尖、或機身兩側)的空速管,在亞、跨聲速時,由於機身或機翼壓力場的影響,採用普通空速管測得的靜壓和飛行高度上的自由大氣靜壓不相同,從而導致飛行高度和速度的誤差,有些甚至達到不能接受的嚴重程度(如某種飛機在200米高度飛行,表指高度為負高度) 。
氣動補償空速管是指設計一種合適的空速管氣動外形,並在型面上選擇合適的靜壓孔位置,利用在靜壓孔處產生的負壓來補償機身或機翼正壓場在此處的影響。如果設計得當,可基本上補償掉正壓場的影響,達到滿意的效果。
參考文獻
- ↑ 中國人中國字|看中國人專屬的浪漫和智慧!,搜狐,2022-10-12
- ↑ 了不起的中華文明:漢字發展史上的三次重大危機,搜狐,2020-09-18