[发明专利]对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法

说明书

本发明提供了一种对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法：将具有对称性的基本飞行姿态选定为风洞试验数据零点的标准状态；确定合成攻角为零时飞行器横截面内空气动力合力和合力矩的方向和大小；在旋转体轴系下对飞行器横截面内合力和合力矩进行分解，获得相应的力和力矩的新值；通过代数平均，获得轴向力和滚转力矩零点的新值；获得新旧值的差量；将随合成攻角变化的旧数据加上前述差量获得新数据，实现曲线的整体平移，以供配套使用。本发明从零点状态是同一个的物理实际出发，创新提出零点力和力矩归一化的思路，建立一种对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法，可全面考虑风洞试验模型安装误差和风洞流场均匀度误差，提高了风洞试验数据的精度，为制导、控制和自动驾驶仪的飞行仿真和特性评估解决了零点误差的干扰问题。

技术领域

本发明涉及试验数据误差处理领域，特别涉及一种对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法。

背景技术

飞行器所受空气动力和力矩主要有计算和风洞试验两种获取手段。任何试验都存在试验误差，风洞试验也不例外。风洞试验从设计到实施已经有一套完备的模拟准则和多个相关的标准、规范来指导工作，同时其测量系统的误差也已形成成熟的修正方法。但是，对于风洞试验模型安装误差和风洞流场均匀度误差等受人为和时间发展的误差来源还没有形成规范的修正方法，不同气动设计师采用不同的方法处理，特别是合成攻角为零时的零点误差。

风洞试验获得的飞行器空气动力和力矩，最终以各种形式提供给制导、控制和自动驾驶仪进行飞行仿真和特性评估。风洞试验误差的存在，导致零点时虽然物理状态一样，但结果却不一样的现象，在仿真中引起零点振荡，易给出系统不稳定的错误结论。

现有技术中，一般统一将所有情况零点的值强行置为零，且不整体平移数据，改变了零点附件物理量对合成攻角的导数，或者不进行零点误差的处理。对上述虚假的零点振荡现象没有本质改善，仍然存在零点误差的干扰问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法。

根据本发明提供的一种对称飞行器风洞试验数据零点误差处理方法，包括如下步骤：

步骤S1、将飞行器的基本飞行姿态选定为风洞试验数据零点的标准状态，其中，飞行器的基本飞行姿态至少具有左右对称性；

步骤S2、利用标准状态的对称性，确定合成攻角为零时飞行器横截面内的空气动力合力、空气动力合力矩的方向和大小；

步骤S3、在旋转体轴系OXYZ下，对飞行器OYZ坐标面内的空气动力合力、空气动力合力矩进行分解，获得相应滚转角下零点力和零点力矩四分量的新值；

步骤S4、通过代数平均，获得轴向力和滚转力矩零点的新值；

步骤S5、根据步骤S3和步骤S4获得的新值，获得所有零点力和零点力矩新旧值的差量；其中，步骤S3获得的新值是指相应滚转角下零点力和零点力矩四分量的新值，步骤S4获得的新值是指轴向力和滚转力矩零点的新值；

步骤S6、将随合成攻角变化的一套旧数据加上前述差量，获得一套新数据，实现曲线的整体平移，以供配套使用。

优选地，由滚转角决定旋转体轴系OXYZ相对于飞行器机体的方位，在旋转体轴系的OYZ坐标面内，不考虑轴向力和滚转力矩，飞行器左右对称的部分因产生相互抵消的侧向力和侧向力矩而进行置零处理，飞行器在OYZ坐标面的空气动力合力空气动力合力矩的方向和大小即分别为标准状态的法向力、俯仰力矩的方向和大小，公式如下：

其中

旋转体轴系OXYZ：风洞试验时，飞行器不动，空气来流，