【摘 要】
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环量控制是一种显著提高升力、抑制分离、提高气动性能的主动流动控制技术。本文对环量控制流动控制技术对气动力和气动力矩的控制效果及在飞行器上的应用进行了研究,并进行
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环量控制是一种显著提高升力、抑制分离、提高气动性能的主动流动控制技术。本文对环量控制流动控制技术对气动力和气动力矩的控制效果及在飞行器上的应用进行了研究,并进行了试飞验证。论文首先简要介绍了环量控制的基本原理,分析了影响环量控制效果的主要参数,介绍了环量控制技术在航空领域的应用。而后,进行了环量控制激励器的设计和参数优化设计,研究了环量控制激励器的流动机理,测定了环量控制激励器的主要特性参数。然后,将环量控制激励器应用于直机翼小型无人机风洞实验模型,测定环量控制激励器的气动特性。研究表明,对于气动力,环量控制激励器可以增升减阻,大大增加升阻比,提高气动性能;对于气动力矩,环量控制激励器可以产生滚转力矩实现滚转姿态控制,取代副翼,同时产生的偏航力矩带来有利侧滑,实现协同转弯,但同时也会产生低头俯仰力矩,需要升降舵予以配平。相对于襟翼,环量控制激励器实现高升力的同时能大大减小阻力;相对于副翼,环量控制激励器能实现等效滚转控制,还可以提高气动性能。最后,将实验得到的基本气动数据与环量控制激励器产生的“操纵舵效”数据进行气动建模,进行气动参数估算,对环量控制激励器的飞行姿态控制效果进行了飞行仿真,验证了环量控制激励器的有效性。搭建了将流动控制技术与飞行控制系统相结合的无人机试飞验证平台,试飞验证了环量控制激励器可以进行飞行姿态控制和提高气动性能。
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