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扰动运动模态

[拼音]:raodong yundong motai

[外文]:modes of aircraft disturbed motion

飞行器扰动运动的基本组成部分,它反映运动变量随时间变化的规律以及各个变量之间的振幅比值和相位关系。

纵向扰动运动模态

在通常情况下,刚性飞行器的纵向扰动运动有两个模态,即长周期模态和短周期模态。长周期模态(又称沉浮模态)主要反映飞行器质心的运动特性,是弱衰减或弱发散的低频振荡,其中主要是速度大小和俯仰角的周期性变化,而迎角的变化很小。短周期模态主要反映飞行器俯仰转动的特性,相对于长周期模态而言是衰减快、振荡频率高,其中主要是飞机俯仰角速度和迎角的变化,而速度的变化很小。短周期模态只在扰动运动的初始阶段(约几秒钟内)起作用,很快即衰减掉,而长周期模态则在相当长的时间内起作用。

横侧扰动运动模态

刚性飞行器的横侧扰动运动通常有三个模态,即滚转模态、螺旋模态和荷兰滚模态。滚转模态是强衰减的非周期运动,其中主要是滚转角速度的衰减变化。螺旋模态是弱衰减或弱发散的非周期运动,是相对于滚转角和偏航角而言的,而侧滑角则很小。荷兰滚(又称飘摆)是振荡运动,其中侧滑角、偏航角和滚转角都发生明显的周期性变化。

这几种模态是飞机式布局的飞行器在正常飞行条件下所具有的。在其他气动布局或特殊飞行条件下可能出现其他模态。当考虑飞行器的弹性时,除这些模态外还有若干个弹性模态。在近似研究中,飞行器受到扰动作用或操纵作用后的运动是由各个模态的线性叠加而成,而各个模态所占的分量取决于由外界扰动或操纵作用所引起的初始偏离。

模态特性是由飞行器的质量、转动惯量、飞行速度、飞行高度以及空气动力导数等决定的固有性质。了解模态特性就能对飞行器动态特性有更深刻的理解。对各个模态特性所提出的要求,是飞机飞行品质规范的重要内容之一。

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文章名称:《扰动运动模态》
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