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申请/专利权人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所

摘要：本发明公开一种强迫振荡动导数试验空气阻尼测量及修正方法，如下：在风洞试验之前引入地面试验，模型分别在常压环境和低压环境下进行强迫振荡运动，两者数据分别进行相关滤波后相减，并进行无量纲处理可得到空气阻尼数据。风洞试验过程中，固定试验风速环境下数据与静止空气环境下数据分别进行相关滤波后相减，并进行无量纲处理可得到动导数基础数据，经过地面的空气阻尼修正得到动导数最终数据。本发明测量的空气阻尼准度高，可进行动导数所有运动状态的空气阻尼测量，并且可满足不同尺寸模型的空气阻尼测量需求，具有效率高、通用性好的特点，有助于提高动导数试验数据的准度。

主权项：1.一种强迫振荡动导数试验空气阻尼测量及修正方法，其特征在于，方法如下：步骤一：在试验过程中，飞行器模型通过运动驱动装置的作用进行单自由度的强迫谐波振荡运动，模型的斯特劳哈尔数Sr要与真机的相等，其中，升沉的振荡动导数试验，运动表达为：θ＝θ0sinωm·t1 ωm＝2πf5式中，θ为运动角度，θ0为振幅，ωm为模型振荡运动角速度，t为时间，Δα为模型迎角增量，为模型迎角角速度，cm为模型特征尺寸，Vm为模型试验风速，ωz为真机运动角速度，cz为真机特征尺寸，Vz为真机飞行速度；步骤二：在地面密封设施试验过程中，模型分别在低压环境下和常压环境下，按照式1进行振荡运动，六分量天平测量得到N个运动周期下模型的载荷电信号，经过天平公式迭代获得模型的载荷，包括：低压环境下得到的惯性载荷：法向力Ng、轴向力Ag、俯仰力矩mg、偏航力矩ng、滚转力矩lg和横向力Yg，采用傅里叶公式进行表达，其法向力能够表达为： 式中，δ为相位，下角标中的0代表该项为常数项，下角标1代表该项为1阶项，下角标n代表该项为高阶项；常压环境下得到的载荷：法向力Nc、轴向力Ac、俯仰力矩mc、偏航力矩nc、滚转力矩lc和横向力Yc，采用傅里叶公式进行表达，其法向力能够表达为： 常压下的载荷包含低压环境下得到的惯性载荷和空气阻尼载荷，其中，空气阻尼载荷：法向力Nk、轴向力Ak、俯仰力矩mk、偏航力矩nk、滚转力矩lk和横向力Yk，其法向力能够表达为： Nct＝Ngt+Nkt9步骤三：在风洞试验过程中，模型分别在静止空气环境下和固定试验风速Vm环境下，按照式1进行振荡运动，六分量天平测量得到N个运动周期下模型的载荷电信号，经过天平公式迭代获得模型的载荷，包括：静止空气环境下的载荷：法向力Nw、轴向力Aw、俯仰力矩mw、偏航力矩nw、滚转力矩lw和横向力Yw；固定试验风速环境下的载荷：法向力Ny、轴向力Ay、俯仰力矩my、偏航力矩ny、滚转力矩ly和横向力Yy；气动载荷：法向力Nq、轴向力Aq、俯仰力矩mq、偏航力矩nq、滚转力矩lq和横向力Yq,以法向力，以上载荷能够表达为： Nwt＝Ngt+Nkt13Nyt＝Ngt+Nqt14气动载荷建立数学模型如下： 式中，Nq0为法向力常数项，N′α为法向力对迎角的导数，为法向力对迎角角速度的导数；步骤四：在数据处理过程中进行相关滤波，将式6～8代入式9，对公式两边分别与sinωmt相乘，在N个周期内积分并求平均值，得到：Nk1cosδk1＝Nc1cosδc1-Ng1cosδg116将式12、15展开、通过对应项系数相等并对气动力系数及角速度进行无量纲处理，得到： 式中，为法向力系数对迎角角速度的动导数，Qm为试验速压，s为模型参考面积、cA为模型平均气动弦长；同样，对式16进行无量纲处理，得到空气阻尼为： 式中，为升沉振荡法向力系数的空气阻尼；将式10～13代入式14，对公式两边分别与sinωmt相乘，在N个周期内积分并求平均值，得到：Nq1cosδq1＝Ny1cosδy1-Nw1cosδw1+Nk1cosδk119将式16、18、19代入式17中，得到动导数的最终公式为： 式中，为风洞试验过程中得到的基础数据，是对风洞试验数据的修正量，为地面密封设施试验过程中得到的空气阻尼数据；对于其它五元气动载荷的处理方法与法向力相同。

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