適于直升機(jī)飛行仿真的高原大氣紊流模型

吉洪蕾，蘇俊杰，陳仁良，孔衛(wèi)紅

1. 重慶大學(xué) 航空航天學(xué)院，重慶 400044 2. 南京航空航天大學(xué) 航空學(xué)院 直升機(jī)旋翼動力學(xué)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210016

中國西部高原地區(qū)具有重要的國防戰(zhàn)略地位，其海拔高、地勢險(xiǎn)峻、大風(fēng)天氣多，獨(dú)特的地理氣候環(huán)境導(dǎo)致大氣紊流出現(xiàn)的概率以及紊流的強(qiáng)度和頻率寬度都遠(yuǎn)高于一般平原地區(qū)，直升機(jī)在該地區(qū)執(zhí)行近地飛行任務(wù)時(shí)受到大氣紊流的干擾，飛行品質(zhì)下降、甚至危及飛行安全，準(zhǔn)確掌握該地區(qū)大氣紊流對直升機(jī)運(yùn)動的動態(tài)干擾特性顯得十分重要且迫切。然而，目前仍然缺乏一種適于直升機(jī)飛行仿真的高原大氣紊流模型。

大氣紊流對航空器飛行品質(zhì)的影響始終是航空界重點(diǎn)關(guān)注的飛行安全問題之一。經(jīng)過多年發(fā)展，用于固定翼飛機(jī)飛行仿真的大氣紊流建模技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。與之相比，適于直升機(jī)飛行仿真的大氣紊流模擬技術(shù)則略有滯后，主要原因之一是直升機(jī)升力主要由旋翼的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，大氣紊流對直升機(jī)的干擾機(jī)理迥異于固定升力體的飛機(jī)，適于固定翼飛機(jī)的大氣紊流建模方法對于直升機(jī)來說不再合適。為解決這一問題，Gaonkar等提出槳葉紊流建模方法，該方法考慮各片槳葉氣動中心的相關(guān)性生成大氣紊流速度，并將其疊加各槳葉相對來流速度上建立用于直升機(jī)飛行仿真的大氣紊流模型。該方法雖然符合大氣紊流對直升機(jī)旋翼的氣動干擾機(jī)理，但是其計(jì)算效率不適合實(shí)時(shí)仿真應(yīng)用。……