積冰對飛機操縱性的影響與仿真

徐忠達 蘇 媛 曹義華

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京100191)

飛機積冰是飛機在遭遇積冰氣象條件時遇到的表面某些部位聚積冰層的現象.積冰會改變飛機的氣動外形，造成飛機的阻力增大，升力減小，穩定性和操縱性惡化，嚴重時將導致飛行事故的發生.人們對飛機積冰的研究已經持續了近80年，但是即使在今天，飛機積冰導致的飛行事故仍然在發生.該領域早期的研究主要集中于防冰和除冰，最近30年，人們逐漸認識到不同氣象條件下，積冰嚴重程度不同，防冰、除冰系統工作狀況、效果不同，帶冰飛行是不可避免的，很多關于積冰飛機飛行力學以及飛行性能的研究開始展開，并取得了很大的進展.NASA從1986年開始進行了若干基于DHC-6(雙水獺)飛機的積冰飛行試驗，并獲得了大量有價值的試驗數據［1－4］;文獻 ［5－6］從不同的角度研究了積冰對飛機飛行力學特性的影響;文獻［7］研究了積冰對自動駕駛飛機的穩定性和飛行性能的影響，對俯仰角保持模式下的積冰飛機進行了穩定性分析，并針對幾種自動駕駛模式，對積冰飛機的飛行狀態進行了仿真.國內在該領域的研究也取得了一定的進展，文獻［8－9］分別對積冰飛機的飛行動力學特性和操穩特性進行了研究.

本文利用DHC-6飛機積冰飛行試驗數據，采用飛機積冰程度參數η［5］描述積冰對飛機的影響;應用SIMULINK仿真軟件建立了六自由度非線性飛機動力學模型，并引入積冰程度參數η，建立了隨積……