实验二 飞机小扰动飞行仿真演示实验
飞机仿真飞行实验报告
飞机仿真飞行实验报告1. 实验目的本次实验旨在通过飞机仿真飞行，探索飞机飞行过程中的关键因素以及驾驶员的应对措施，提高驾驶员的飞行技能和应急处理能力。
2. 实验装置与方法2.1 实验装置：使用飞行仿真软件进行实验，模拟真实飞行环境和飞行器的操作界面。
2.2 实验方法：参与者通过操纵飞行器进行飞行，在飞行过程中记录关键数据并及时采取应对措施。
3. 实验过程与结果3.1 飞行起飞在实验开始前，参与者接受了相关的飞行培训，熟悉了飞行器的操作流程和仪表板的功能。
起飞时，参与者按照正确的步骤进行操作，逐渐增加推力，保持姿态和速度的稳定。
实验结果显示，参与者成功完成了起飞过程，飞机顺利脱离地面，进入了升空阶段。
3.2 飞行过程在飞行过程中，参与者需要时刻关注飞行器的高度、速度、姿态、油量等参数，并根据需要进行调整。
实验过程中，参与者遇到了多种情况，包括恶劣天气、机械故障等，并通过正确的应对措施顺利解决了问题。
例如，当飞机遭遇剧烈气流时，参与者通过调整升降舵的角度，控制飞机的姿态，保持飞行的平稳。
当发动机出现故障时，参与者迅速切换到备用发动机，并通过调整油门和推力，使飞机保持平稳飞行。
实验结果表明，参与者具备一定的应急处理能力，并能够有效应对突发情况。
3.3 降落过程降落是飞行过程中最关键且难度最大的环节之一。
降落时，参与者需要控制飞机的速度和姿态，准确判断降落时机，并做出及时调整。
实验中，参与者成功完成了降落过程，并准确着陆在跑道上。
4. 数据分析与讨论通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：4.1 飞行器的稳定性是飞行过程中的关键因素之一。
在实验中，参与者通过调整控制面的角度，保持飞机的平稳飞行状态，有效应对了气流等外界因素的干扰。
4.2 驾驶员的应急处理能力对飞行安全至关重要。
实验过程中，参与者能够快速判断和解决各种问题，保持飞机的安全飞行。
4.3 飞行器的操作流程和仪表板的功能对驾驶员的飞行效果有影响。
飞行仿真实验报告(一)--彭尧坤(35050109)
航空科学与工程学院《飞行仿真实验》实验报告（一）学生姓名：***学号：********专业方向：飞行力学与控制指导教师：***2008年 3 月9 日实验一简单二阶系统仿真实验实验所属课程名称:飞行仿真（Flight Simulation ）一.实验目的了解仿真技术的主要内容，通过简单的入门训练，让学生动手建模和解算，初步了解仿真的主要过程，以形成计算机仿真的初步感性认识。
二．实验内容及步骤1．了解仿真技术概述和相关文献，建立简单的弹簧阻尼二阶系统数学模型；2．分别采用欧拉法和龙格库塔法建立给定系统的计算机离散仿真解算模型；3．使用C/C++语言编写非实时仿真计算程序，包括上面两种数值积分算法（欧拉法和龙格库塔法）在两种标准输入下（脉冲和阶跃）的仿真运算，调试并运行程序；4．合理选取数值积分的步长，选用熟悉的曲线绘图工具打印上面四种时间响应仿真计算结果，分析比较两种算法的特点；5．根据响应的结果，通过作图法求解出所选二阶系统动态特性的参数（周期、半衰期、超调量、调节时间等）。
6．修改物理系统参数重新进行仿真解算，观察系统时间响应随系统参数的变化情况。
打印典型结果并说明。
三、实验要求及考核方式1．要求学生直接上机独立列写方程，编写计算机程序解算，得出正确的数据结果和曲线图。
注意数据单位、曲线图示等的规范化。
2．根据实验内容的6个步骤，按照给定的封面格式，分6个主要部分撰写实验报告。
严禁抄袭！3．本次实验报告占总成绩的40%。
四、实验报告正文1．数学模型的建立：如上图所示，在外力F(t)的作用下，如果弹簧恢复力和阻尼力与F(t)不能平衡，则质量块m 将有加速度，进而使速度和位移发生变化。
根据牛顿第二定律，可得：()()()()F t ky t fy t my t '''--=2．用数值分析方法建立计算机离散仿真解算模型： 将上述模型方程转换可得：()()()()F t k fy t y t y t m m m'''=-- 令：()()()F t k fy t y t m m m'--=(,,)f t y y '，则有化为一阶方程组的初值问题(,,)y f t y y '''=图中：F(t) -------作用于系统的外力； y(t)-------质量块m 的位移；k-------弹簧比例系数； f-------阻尼系数。
飞行训练虚拟仿真试验项目指导书-民航虚拟仿真试验教学中心
飞行训练虚拟仿真试验项目指导书-民航虚拟仿真试验教学中心飞行训练虚拟仿真实验项目指导书实验项目1：初级飞行训练模拟实验以飞行CBT模拟训练平台进行基本飞行操作实验。
掌握小型通用飞机的航前航后检查、飞行操纵、仪表认知和误差修正等基本操作。
基本飞行操纵实验包括；直线平飞和转弯飞行实验；爬升与俯冲飞行实验；低速飞行实验；起飞和进场着陆飞行实验。
学生通过使用CBT 飞行动力学模拟软件，通过学号登录后进入自主学习环节，包括飞行程序简介与初级飞行指导、自定义飞行(选择起降机场、航路、气象条件等)、选择经典航线、从单一到多任务的飞行训练方式。
本实验的目标是：在初级飞行中，学习飞行基本流程的操作，包括起飞、巡航、转弯、着陆等；熟悉分立式仪表并用其来掌握飞行的各种状态，包括姿态、速度、高度等；掌握飞机各操纵机构和一般机载设备的操作和使用方法。
实验项目2：私照飞行训练以塞斯纳172飞机飞行训练器为平台，进行基本飞行操作实验。
掌握典型飞行程序的飞行任务，使学生能够独立完成单飞和夜航操作。
典型实验项目包括：直角航线飞行；基线转弯飞行；等待航线飞行；目视盘旋着陆；NDB/VOR飞行；仪表进场着陆飞行。
在飞行基础理论的基础上，结合航行基础理论，加强主干核心课程间的知识沟通和扩展运用，夯实飞行理论知识，提高飞行学员实际操作能力和自主学习能力。
学生通过使用塞斯纳172飞机飞行训练器，通过学号登录后进入自主学习环节，包括基本飞行操纵训练、自动飞行训练、基本飞行程序训练、NDB/VOR飞行训练、仪表进场着陆飞行训练，等等。
本实验的目标是：掌握直角航线、基线转弯、等待航线、目视盘旋着陆等基本飞行程序操作；熟悉信标台和助航设备的运行特性和盲区操作；分别采用人工操作和自动飞行控制的手段实现NDB/VOR飞行和仪表进场着陆飞行。
实验项目3：高性能飞机训练/商照飞行训练以B737NG飞机飞行训练器为平台，进行高性能飞机和航线运输驾驶员模拟训练。
机翼跨音速小扰动二级近似方法的数值方法
机翼跨音速小扰动二级近似方法的数值方法
高超;罗时钧
【期刊名称】《西北工业大学学报》
【年(卷),期】1995(013)003
【总页数】3页(P475-477)
【作者】高超;罗时钧
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】V211.41
【相关文献】
1.跨音速三维操纵面嗡鸣数值方法研究 [J], 史爱明;杨永年;叶正寅
2.跨音速小扰动方法在飞机复杂组合体计算上的应用 [J], 王蝶茜;Hedm.,SG
3.一种预计机翼跨音速抖振边界的高精度方法 [J], 杨智春;刘金利
4.基于欧拉方程的跨音速翼型和机翼设计方法研究 [J], 陈雅丽
5.基于欧拉方程的跨音速翼型和机翼设计方法研究 [J], 陈雅丽
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航空噪声模拟案例课件
▪ 声学，运动学与动态激励 ▪ 湍流边界层 ▪ 扩散声场
高性能求解器与并行处理
扬声器
侧窗声传递
壳体辐射噪声
ACTRAN AeroAcoustics
宽带流致噪声仿真工具 (湍流噪声) 特性
▪ 支持大多数的CFD软件 ▪ Lighthill声类比：针对低马赫数、均质流 ▪ Morhing声类比：针对高马赫数、非均质流 ▪ 提供积分插值法
国Lloyd船级社等十一家大型企业，共同资助FFT开发ACTRAN软件 专业的声学仿真工具: 振动声学 (Actran/Vibro Acoustics, Actran for Nastran) 流动声学 (Actran/TM, Actran/DGM, Actran/Aero Acoustics) 前后处理器 (Actran/VI) 服务: 培训, 技术交流, 工程咨询, 特别开发 科研:FFT参加众多科研项目，从风机噪声、螺旋桨噪声、轮胎噪声、
▪ 进气道 / 风扇噪声: Actran/TM ▪ 尾喷 / 外涵道噪声: Actran/TM 与 Actran/DGM ▪ 声衬效果: Actran/TM 或 Actran/DGM
振动声学: 机身壁板/驾驶舱性能
▪ 传递损失计算TL ▪ TL, 发动机激励(结构传递& 空气传递) ▪ TL, 湍流边界层激励(TBL) ▪ 机身壁板 改进
实验装置
圆柱形壳体，内部空间封闭 预测加强筋的作用 不同激励的影响 解析方法软件 (FFT开发, AIRBUS所
有权, 与ACTRAN交叉验证) vs. 实验
Radius R
h Cylinder thickness Length L=3.7R
Flow direction R
北航飞行力学实验班飞机典型模态特性仿真实验报告(精)
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。
2.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00001000ep ep ep u w e u w q pu w q X X u u X X g Z Z w w Z Z Z q q M M M M M δδδδδδδδθθ⎡⎤∆∆⎡⎤⎡⎤-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆∆⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦A =[ Xu X ̅w Z uZ w 0−g Z q 0M ̅u M ̅w 0Mq 010]=[−0.01999980.0159027−0.0426897−0.04034850−32.2869.6279 0−0.00005547−0.001893500−0.54005010] A 的特征值方程|λ+0.0199998−0.01590270.0426897λ+0.0403485032.2−869.627900.000055470.001893500λ+0.540050−1λ|=0 特征根λ1,2=−0.290657205979137±1.25842158268078iλ3,4=−0.00954194402086311±0.0377636398212079i半衰期t 1/2由公式t 1/2=−ln2λ求得,分别为t 1/2,1=2.38475828674173s t 1/2,3=72.6421344585972s振荡频率ω分别为ω1=1.25842158268078rad/s ω3=0.0377636398212079rad/s周期T 由公式T =2πω求得,分别为T 1=4.99290968436404s T 3=166.381877830828s半衰期内振荡次数N 1/2由公式N 1/2=t 1/2T求得,分别为N 1/2,1=0.436598837599716周 N 1/2,3=0.477628965372620周模态参数结果表如下:特征根t 1/2/sω/(rad/s T /s N 1/2/周模态命名−0.2907±1.2584i 2.38481.25844.99290.4366短周期模态−0.0095±0.0378i 72.6421 0.0378166.3819 0.4776长周期模态2 横航向模态横侧小扰动方程为0001000a r ar a r v p r av p r r v p r Y Y v v Y Y Y g p L L p L L L r r N N N N Nδδδδδδδδφφ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦A =[ YvY ̅p L ̅v L ̅p Yr g L ̅r 0N ̅v N ̅p 01N ̅r 000]=[−0.06059630−0.0015153−0.4602834−87132.20.28001300.00111489−0.020782201−0.140994000] A 的特征值方程|λ+0.060596300.0015153λ+0.4602834871−32.2−0.2800130−0.001114890.02078220−1λ+0.1409940 0λ|=0 特征根λ1=−0.529224752834596 λ2=0.00594271142566856λ3,4=−0.0692958292955363±1.00201868823874i半衰期t 1/2由公式t 1/2=−ln2λ求得,分别为t 1/2,1=1.30974066660216s t 1/2,2=−116.638202818668st 1/2,3=10.0027258149084sλ1和λ2对应的运动不存在振荡,没有振荡频率、周期和半衰期内振荡次数。
飞机六自由度飞行动力学仿真实验
飞机六自由度飞行动力学仿真实验一．实验目的1．本实验将理论力学课程教学内容与航空航天工程应用相结合，分析、研究飞机受力与六自由度运动特性，培养学生分析问题和解决问题的能力，展现理论力学知识在航空航天工程中的应用。
2．通过本实验，使学生更好地学习和理解理论力学的有关内容，如飞机的受力分析、空间力系的简化与合成、刚体的平面运动与一般运动、刚体微分方程的建立与求解等，激发学生对理论力学的学习兴趣，开阔视野，增强工程概念。
二．实验仪器与设备实验在PC 个人计算机、WINDOWS 98以上操作系统环境中进行。
三．实验原理飞机在空中的运动，在一定的假设条件下，可以视为理想刚体的运动，遵循刚体的运动规律，理论力学中介绍的刚体平动和转动基本定律都适用于飞行器的运动分析。
飞机在空中的运动为刚体的一般运动，具有六个自由度。
通常建立的机体坐标系如下图所示。
飞机的一般运动可以分解为随质心的平动和绕质心的转动，随质心的平动的速度可表示为 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=W V U V G ，绕质心的转动角速度可表示为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=R Q P ωG 。
飞机受到的气动力、发动机推力、重力是一个空间任意力系，向质心简化的主矢和主矩分别为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=Fz Fy Fx F G 和⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=Mz My Mx M G 。
根据质心运动定理（牛顿方程）和相对于质心的动量矩定理可得飞机的动力学微分方程，一般说来，该方程没有解析解，只能通过数值积分得到数值解。
系统分为“概念演示”与“f16实时仿真”两大模块。
在“概念演示”模块中着重介绍了飞机运动的自由度、单自由度下的操纵与响应特性。
在“f16实时仿真”模块中介绍了飞机定直平飞、盘旋、拉起、起飞、着陆、失速尾旋等的飞行过程及受力情况，学生也可以亲自驾驶这架F16进行实时仿真飞行。
四．实验步骤1．概念演示六自由度演示：点击菜单“概念演示->六自由度演示”，进入六自由度演示状态，如下图所示。
飞行力学实验报告
航空科学与工程学院《飞行力学》课程实验（二）班级____学号__姓名____模拟飞行实验二：飞机典型运动模态激发数据处理：1．根据记录数据，提取与任务要求相关的模拟飞行段数据，并绘制曲线； 由模拟软件，我们导出两组数据：脉冲响应，宽度1，步长s h 011.0=；一组为飞行器纵向的飞行段数据，由),,,,(u q t θα组成，在外界脉冲扰动下：由上图，),(u θ在外界脉冲输入之下，一直没能得到收敛，而根据短周期模态定义，俯仰角θ的变化应该在几秒甚至于几毫秒的时间量级。
这时我们构造的系统稳定性差，需要额外提供增加稳定性的装置。
所以我们又增加了增稳器来寻求快速收敛：选择步长s h 011.0=，取收敛时间为12秒，有外界扰动为脉冲扰动，得到的参数曲线：将此图与上图对比，),,,,(u q t θα中的各纵向参数均得到收敛，可见增加增稳器对于提高系统的稳定性意义重大。
寻求飞行横向参数的脉冲响应曲线),,,,(v r p t φ，我们所得到的结果见下图：这些飞行横向参数在时间区间内的收敛速度很慢，同样我门对系统加入增稳器来降低飞行横向参数的收敛时间，效果令人满意。
2．提取飞机飞行纵向和横航向模态参数。
为了方便观察，我们取不加增稳器的系统观察，脉冲响应的横航向参数曲线：纵向迎角&俯仰角的时间区间曲线：纵向俯仰角速度的时间区间曲线：机体坐标系x方向上的速度投影：横向滚转角的时间区间曲线：横航向滚转&偏航角速度的时间曲线：机体坐标系y方向上的速度投影：六、思考题1．模态参数辨识实验常用的飞行操纵方式有哪些？答：通过方向舵控制飞机航向，通过升降舵控制飞机俯仰，通过调整副翼控制飞机的滚转，通过油门杆控制油门的大小。
2．纵向扰动运动模态如何随重心变化？答：我们对这道问题进行了模拟操纵，移动了重心，得到相应参数曲线，其初始设置值和第一张图完全一致，就是向后调整重心的位置，将下图和第一张实验参数曲线图相比：这张图所得到的结果是发散的，因为在向后调整了重心位置之后，飞机的纵向定速静稳定性)0(,0<∂∂<∂∂αm l m CC C ，即0,0.><-n ac g c K x x 条件不满足，就如图中的现象，飞机的纵向动态特性参数变得发散。
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实验二飞机小扰动飞行仿真演示实验
实验类型：（演示性）
1.实验目的
该实验将飞行力学知识与飞行仿真、模拟相结合，分析、研究飞机横航向小扰动运动特性。
通过该实验，可以使学生更好地学习和理解飞行力学稳定性与操作性的有关内容，增强对飞机飞行品质的感性认识。
2.实验仪器与设备
实验在PC个人计算机、WINDOWS 98以上操作系统、Matlab环境中进行。
3.实验原理
飞行器在定直平飞平衡运动状态下，受到小扰动或操纵作用，响应具有典型的模态特性。
纵向小扰动运动包括短周期运动模态、长周期运动模态特点。
其中迎角为短周期运动参数，短周期小扰动运动方程为：
速度、航迹倾角为长周期运动参数，长周期小扰动运动方程为：
横航向小扰动运动包括滚转模态、荷兰滚模态、螺旋模态特点，横航向特征方程为：
滚转模态特征为初始阶段快速滚转，荷兰滚模态特征为既左右偏航又来回滚转，螺旋模态不稳定时，表现为扰动后期飞机沿螺旋线缓慢滚转下降。
本实验建立典型飞机的仿真模型，计算飞机在纵向、横航向小扰动作用下的响应特性，演示飞机的模态特性。
4.实验步骤
1）软件启动
在Matlab环境中执行模型程序“lab.mdl”，界面如下。
2）飞机原始数据调用
鼠标双击，读入“../fdc13/lab/aircraft-lab.dat”文件。
3）配平数据调用
鼠标双击，弹出窗口：
选择，
读入“../fdc13/lab/cr45_3000_lab.tri”文件。
4）扰动输入
鼠标双击，将初始迎角改为5度，相当于加入纵向扰动。
鼠标双击，将初始侧滑角改为5度，相当于加入横航向扰动。
5）仿真计算
在Matlab环境对“lab.mdl”进行仿真，仿真时间40秒。
6）结果保存
鼠标双击，保存仿真计算结果。
7）结果输出
鼠标双击，查看纵向运动参数变化情况。
鼠标双击，查看横航向运动参数变化情况。
鼠标双击，查看全部运动参数变化情况。
8）结果分析
纵向小扰动运动参数变化情况
横航向小扰动运动参数变化情况
5.实验要求
1)分析飞机纵向扰动的响应情况；
2)分析飞机横航向扰动的响应情况；
3)分析飞机特性参数变化对运动的影响。