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飞机的气动导数资料从哪里能获取?

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发表于 2022-9-25 23:00:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前在做关于飞机控制的仿真,需要建立飞机的数学模型,其中各气动导数可简化为只与迎角大小相关,然后进行插值处理,但这种气动导数与迎角的关系我应该从哪里获取呢?有没有开源的数据库之类的?
发表于 2022-9-25 23:10:23 | 显示全部楼层
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发表于 2022-9-25 23:18:40 | 显示全部楼层
楼主可以关注国外开源项目中给出的数据。国内这方面的数据非常少。
除此之外建立飞机数学模型就需要数学辨识或者风洞试验。
就算同一个型号的飞机数学模型也经常不同。比如卡内基梅隆大学直升机:Yamaha R-50,Mettler的论文中给出了比较详细的模型,但是很多其它论文也用的YamahaR-50,参数,比如三个转动惯量,都相差很大。
如果你只是仿真,用开源项目或者其他参数就可以了。如果你要用实验机验证,那么还是需要针对所使用的实验机进行风洞试验或者数学模型辨识。
作者:无人机中的城堡,公众号:CastleUAVStudio
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作者为环球网无人机频道,深圳湾,UAVSNEWS等行业媒体特约撰稿人。
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发表于 2022-9-25 23:26:07 | 显示全部楼层
如果你的任务是简化后的建模的话,在合理范围内暂时假设几个导数先测试着也行,慢慢再完善
不知道你的关注点是特定构型还是你的仿真本身?
有个偷懒的方法:
KSP这个游戏里有个叫FAR的气动插件,自己捏一个飞机出来FAR就可以估算出主要气动导数
如果你只是想要任意一个有着合理(或不合理)飞行品质的飞行器的导数数值,那么这个可以满足你的初期要求,可惜后期不能作为数据来源
附加好处是可以直观看到重心和构型变化对导数的影响以及对飞行品质的影响
KSP+FAR本身就属于比较基础的仿真,还可以跟你自己做的对比一下作为参照

飞机的气动导数资料从哪里能获取?-1614
这些绝对够用了吧?
而且作为方便的编辑器你可以分分钟生成各种条件下的各种导数。比如我想知道重心在不同位置下飞行品质的变化,或者验证不同速度段控制律增益值是否合理,用这个可以非常快速的实现查询新导数,在调试阶段很有用。
如果你只想要升力系数相关的导数那其实是很少的几个,大都可以估算。有空帮你找资料
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发表于 2022-9-25 23:40:12 | 显示全部楼层
数据一般是空气动力学专业的人员给出,要么cfd计算要么试验,你挑一个
你如果要现成的数据,前提是你的飞机是现成的,如果现成的灰机都没有,哪来的现成的数据?!?!
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发表于 2022-9-25 23:46:45 | 显示全部楼层
1. 查公开的报告(TR报告、paper等)
如果是广为研究的一些标准模型、X系列验证机或一些过了解密期的飞机,相关的NASA报告、AIAA报告等都提供公开的数据。美国人很开放的,也按时解密。你用学校的数据库搜索即可。
如果是现役飞机的气动模型,很少有完整的。但有一些学术性质的研究也会提供零星的不完整的数据。
2. 开源的数据库
我有时候很懒,希望用其他人整理好的模型。这时我会去查这个开源项目:
http://jsbsim.sourceforge.net/
它是飞行仿真程序FlightGear(类似于X-plane)内置的多种飞行动力学模型(FDM)之一。不同于内置的另一个YaSim通过动力学相似模拟飞行品质,JSBSim通过求解标准的飞行器六自由度模型的方式进行仿真,因此需要气动模型的支持。该项目通过XML配置文件进行模型的初始化,包括重量重心惯量数据、气动力数据、发动机模型、飞行控制系统模型、起落架模型……你只需要打开对应飞机的XML模型文件即可查看XML格式的气动模型(类似于MathML,看一眼就明白了)。其数据的来源有两块:1)公开文献中的数据;2)利用DigitalDatcom估算的气动数据。
3. 气动计算
包括:
1)DATCOM(这是一本很厚的气动估算手册)或Digital DATCOM(这是一个程序)这类的估算法。Advanced Aircraft Analysis(被国内称为3A)好像也是部件法估算;
2)Nastran, xfoil之类的利用类似面元法估算气动力;
3)
ANSYS Fluent或OpenFOAM进行CFD计算。(如果是新构型的话,推荐采用)
4. 做风洞试验……(如果项目资金较充裕的话)
我当前研究主要基于全机的CFD计算与风洞试验的数据,都是项目中其他合作者(方)去做的,自己不会算 :-(
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