航空科学与工程学院《飞行力学实验班》课程实验飞机典型模态特性仿真实验报告学生姓名姜南学号11051136专业方向飞行器设计与工程指导教师王维军2014年6月29日一、实验目的飞机运动模态是比较抽象的概念是课程教学中的重点和难点。本实验针对这一问题采用计算机动态仿真和在人机飞行仿真实验平台上的驾驶员在环仿真实验让学生身临其境地体会飞机响应与模态特性的关系加深对飞机运动模态特性的理解。二、实验内容1纵向摸态特性实验计算某机在某状态下的短周期运动、长周期运动的模态参数进行时域的非实时或实时仿真实验操纵升降舵激发长、短周期运动模态并由结果曲线分析比较模态参数放宽飞机静稳定性观察典型操纵响应曲线并通过驾驶员在环实时仿真体验飞机的模态特性变化。
f2横航向模态特性实验计算某机在某状态下的滚转、荷兰滚、螺旋模态参数进行时域仿真计算操纵副翼或方向舵激发滚转、荷兰滚等运动模态并由结果曲线分析比较模态参数。三、各典型模态理论计算方法及模态参数结果表1纵向模态纵向小扰动运动方程00001000epepepuweuwqpuwqXXuuXXgZZwwZZZqqMMMMMδδδδδδδδθθAX
fuXwZuZw0gZq0MuMw0Mq010001999980015902700426897004034850322869627900000055470001893500054005010A的特征值方程λ001999980015902700426897λ004034850322869627900000055470001893500λ05400501λ0特征根λ120290657205979137±125842158268078iλ34000954194402086311±00377636398212079i半衰期t12由公式t12l
2λ求得分别为t121238475828674173st123726421344585972s振荡频率ω分别为ω1125842158268078radsω300377636398212079rads周期T由公式T
f2πω求得分别为T1499290968436404sT3166381877830828s半衰期内振荡次数N12由公式N12t12T求得分别为N1210436598837599716周N1230477628965372620周模态参数结果表如下特征根t12sωradsTsN12周模态命名02907±12584i23848125844992904366短周期模态00095±00378i72642100378166381904776长周期模态2横航向模态横侧小扰动方程为000
f1000arararvpravprrvprYYvvYYYgpLLpLLLrrNNNNNδδδδδδδδφφr