飛機動力學(xué)模型建立

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1、建立飛機飛行動力學(xué)模型 飛機的本體飛行動力學(xué)模型分為非線性模型和線性模型。如圖所示,線 性模型常用于飛機的飛行品質(zhì)特性分析和飛行控制律設(shè)計,而非線性模型通常 用于飛機穩(wěn)定性和操縱性特征的精確估計,從而進行各種非線性特征和線性模 型的誤差分析。另外,非線性模型還特別用在一些特殊的飛行任務(wù),例如大迎 角和快速機動飛行等線性模型不適用的場合。 建立全量非線性六自由度運動方程 (1)剛體飛機運動的假設(shè)[3]: ①飛機為剛體且質(zhì)量為常數(shù); ②固定于地面的坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系; ③固定于機體的坐標(biāo)系以飛機質(zhì)心為原點; ④忽略地球曲率,即采用所謂的“平板地球假設(shè)”; ⑤重力加速度不

2、隨飛行高度變化; 以上假設(shè)是針對幾云J<3,H<30加飛機的。 (2)坐標(biāo)系說明: ①地面坐標(biāo)軸系凡一O。x:夕。29:在地面上選一點09,使xg軸在水平面內(nèi) 并指向某一方向,z。軸垂直于地面并指向地心,yg軸也在水平面內(nèi)并 垂直于x。軸,其指向按照右手定則確定,如圖2一3(a) ②機體坐標(biāo)軸系凡一d樸憶:原點O取在飛機質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機固 連,x軸在飛機對稱面內(nèi)并平行于飛機的設(shè)計軸線指向機頭,y軸垂直 于飛機對稱面指向機身右方,:軸在飛機對稱面內(nèi),與x軸垂直并指向 機身下方,如圖2一3(b)。 (3)剛體飛機的全量六自由度非線性運動方程為: 力方程組: 力矩

3、方程組： 運動方程組： 導(dǎo)航方程組： 符號說明: 建立飛機小擾動線化方程 (l)基本假設(shè): ①小擾動假設(shè):我們把運動狀態(tài)與飛機基準(zhǔn)運動狀態(tài)差別很小的擾動運動 稱為小擾動運動。采用小擾動假設(shè)線化后的方程,在大多數(shù)情況下均能 給出足夠滿意的結(jié)果。這是因為:a、在大多數(shù)飛行情況下,各主要氣 動參數(shù)的變化與擾動量成線性關(guān)系;b、飛行中即使遇到相當(dāng)強烈的擾 動,在有限的時間內(nèi)飛機的線速度和角速度也往往只有很小的變化量。 ②飛機具有對稱面(氣動外形和質(zhì)量分布均對稱)則且略去 機體內(nèi)轉(zhuǎn)動部件的陀螺力矩效應(yīng)。 ③在基準(zhǔn)運動中,對稱平面處于鉛垂位置(即θ

4、=0), 且運動所在平面與飛機對稱平面相重合(即β=O)。 在滿足上述條件下,可以推論出:縱向氣動力和力矩對橫側(cè)參數(shù)在其基準(zhǔn)運動狀態(tài)下的倒數(shù)均等于零。 橫側(cè)氣動力和力矩對縱向運動參數(shù)在基準(zhǔn)運動狀態(tài)下的導(dǎo)數(shù)也均等于零。 因此在擾動運動中,縱向氣動力和力矩只與縱向運動參數(shù)有關(guān),而橫側(cè)向 氣動力和力矩也只與橫側(cè)運動參數(shù)有關(guān)。這樣擾動運動方程組可以分離為彼此 獨立的兩組:一組只包含縱向參數(shù),即飛機在鉛垂平面內(nèi)作對稱飛行時的運動 參數(shù)稱為縱向擾動運動方程組;另一組只包含橫側(cè)參數(shù),即飛機在非對稱面內(nèi)的運動參數(shù) 等,稱為橫側(cè)向擾動運動方程組。 如果飛機的基準(zhǔn)運動不僅是在對稱面內(nèi)

5、飛行,而且是等速直線運動,則這 時的基準(zhǔn)運動稱為“對稱定常直線飛行”,簡稱“對稱定直飛行”。在該條件 下,擾動運動方程不僅是線性和縱橫分離的,而且是常系數(shù)線性微分方程組。 如果飛機的基準(zhǔn)運動是非定常的,則得到的擾動運動方程將是變系數(shù)線性 微分方程組,實際工程上常采用“系數(shù)凍結(jié)法”將變系數(shù)線性微分方程在一定 條件下轉(zhuǎn)化為常系數(shù)線性微分方程求解。 (2)四階縱向小擾動線化方程組： 1／萬－1／千地質(zhì)測量質(zhì)量要求表（吉林參考）1 1／萬 1／5千 1／2千 1／千 1／萬草測 1／2千草測 1 2 3 4 5 6

6、 7 一 地 質(zhì) 觀 測 研 究 程 度 沉 積 巖 1對地層劃分到組或階，如范圍大應(yīng)進一步二分或三分，確定其時代，測定其厚度及產(chǎn)狀 2.對標(biāo)志層、成礦有利的巖層在圖上的寬度大于1毫米者應(yīng)擴大表示，應(yīng)注明； 3．研究鑒別各地層的接觸關(guān)系，巖層的層理機械沉積與化學(xué)沉積分異作用，巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特點； 4．研究噴出巖的特點，層序、層理、及巖相等特征，巖石的組成及其特點，測定其時代、厚度及產(chǎn)狀； 5.與礦產(chǎn)關(guān)系的研究，含礦層或?qū)Τ傻V有利巖層的空間分布及變化規(guī)律，層位與巖性特征，測定其厚度與產(chǎn)狀 1.在1／萬分成的基礎(chǔ)上，按巖層、巖性特點進一步詳細劃分巖

7、層，研究巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，膠結(jié)物性質(zhì)，結(jié)核體的形態(tài)、沉積韻律、測定各層厚度、產(chǎn)狀與空間分布關(guān)系。 2.3.4.5同左 6．對含礦層或成礦有利的地層，或成礦的主要圍巖、對其巖石作詳細的巖石礦物鑒定與巖石化學(xué)分析，并應(yīng)控制它的厚度、產(chǎn)狀等有關(guān)特點在空間上的變化。 一般地段的研究程度可低于1／萬或與之相似。含礦層或成礦有利的巖層其研究程度仍與1／萬相同 含礦層或成礦有利地層仍與1／2千相同，其他問題研究程度可低于1／2千。 侵 入 巖 1.確定侵入巖的時代、種類、規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀，研究侵入巖在時間上的變化特征；2.對侵入巖體應(yīng)詳細劃分巖相；3.研究巖體的原生構(gòu)造；對原生

8、構(gòu)造帶的特征分布范圍與產(chǎn)狀等，在圖上應(yīng)給予標(biāo)示。4.研究巖體之間及巖體與圍巖之間的接觸關(guān)系，接觸變質(zhì)的范圍，內(nèi)外接觸帶的變化特點及產(chǎn)狀。5.脈巖的分布特點、巖性特征、規(guī)模及產(chǎn)狀，脈巖與巖體的關(guān)系，脈巖之間的關(guān)系、脈巖與成礦之間的關(guān)系。6.研究侵入體與成礦之間的關(guān)系，巖體的形態(tài)變化、產(chǎn)狀變化與巖相變化對成礦的富集作用。7.巖漿巖型的礦床、對巖體的研究程度與揭露程度，應(yīng)達到對礦化研究程度的要求。 除左列1-7各項內(nèi)容外應(yīng)進一步做到： 1. 詳細劃分巖相、不僅要從接觸帶的變化特征出發(fā)劃分邊緣相、過渡相及內(nèi)部相，研究各自的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點，而且要從巖漿的結(jié)晶與分異作用、熔離作用、同化作用和

9、自變質(zhì)等特點劃分巖相。 2. 揭露和控制巖相及接觸帶的產(chǎn)狀變化； 3. 詳細劃分原生流動構(gòu)造與原生裂隙構(gòu)造的分布特征產(chǎn)狀，研究巖體各部位的付礦物特征，近可能的標(biāo)出巖體流動前緣； 4. 對巖體與脈巖應(yīng)作詳細的巖礦鑒定與成礦有關(guān)的巖石化學(xué)分析 5. 與成礦有關(guān)的巖相或脈巖，在圖上的寬度大于1毫米者應(yīng)表示，小于1毫米者應(yīng)擴大表示，但應(yīng)說明。 同上 同上 1／萬－1／千地質(zhì)測量質(zhì)量要求表（吉林參考）2 1／萬 1／5千 1／2千 1／千 1／萬草測 1／2千草測 1 2 3 4 5 6 7 一 地 質(zhì) 觀 測 研 究 程 度

10、 變質(zhì)巖 1研究變質(zhì)作用特點及變質(zhì)程度，劃分變質(zhì)帶 2.研究各變質(zhì)帶空間分布規(guī)律與產(chǎn)狀的變化特點， 3．劃分變質(zhì)相研究各變質(zhì)相系的關(guān)系 4.研究變質(zhì)作用與成礦作用或礦化富集作用之間的關(guān)系 5．對含礦層或成礦有利的變質(zhì)帶應(yīng)詳細研究并控制空間分布與變化規(guī)律，研究其層位與巖相特點，測定其厚度與產(chǎn)狀，其厚度能填出時應(yīng)專門表示、填不出時應(yīng)擴大表示。 1按變質(zhì)程度及特點，詳細劃分各變質(zhì)帶的變質(zhì)級，按巖性特點與構(gòu)造特點劃分巖層； 2.詳細研究各變質(zhì)相的剩余礦物，變化礦物及其特征，礦物組合與常見礦物組合特點。 3.詳細研究各變質(zhì)帶的接觸關(guān)系，對各帶的片理、線理、香腸狀構(gòu)造及殘留構(gòu)造等變化特點

11、，并精確的測定其產(chǎn)狀。 4．同左4.5 5.對各變質(zhì)基本巖石類型應(yīng)作詳細的巖礦鑒定與巖石化學(xué)分析，以便進一步建立變質(zhì)相系。 同上 同上 構(gòu)造地質(zhì) 1查明礦區(qū)的主要構(gòu)造帶與控礦構(gòu)造的特征， 2.查明各種性質(zhì)構(gòu)造帶的組合、排列方式、分布規(guī)律，著重研究壓性構(gòu)造帶的分布與變化特征，研究和劃分構(gòu)造型式或體系。 3查明各結(jié)構(gòu)面性質(zhì)、特點、規(guī)模及產(chǎn)狀； 4．區(qū)分不同級別、不同序次的結(jié)構(gòu)面空間分布規(guī)律與變化特點 5.區(qū)分成礦前與成礦后的構(gòu)造帶特點與空間分布特征，不同級別構(gòu)造帶對成礦的控制作用。 6.研究構(gòu)造體系的復(fù)合與聯(lián)合對巖漿的活動與成礦作用的控制作用。 7.對各種主要斷裂帶與褶皺軸

12、的實際位置應(yīng)實測。 同1-6，應(yīng)進一步巖研究： 1不同級別、不同序次結(jié)構(gòu)面對礦體的控制作用特點。 2.對成礦有關(guān)的構(gòu)造帶，在一定距離內(nèi)應(yīng)有工程控制，揭露其形態(tài)，規(guī)模、產(chǎn)狀、充填物等特征，準(zhǔn)確測量其產(chǎn)狀。 3.對破壞礦體的斷裂，地表應(yīng)有工程控制，查明其性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)狀及斷距，其界線與斷距應(yīng)實測。 同上 同上 1／萬－1／千地質(zhì)測量質(zhì)量要求表（吉林參考）3 1／萬 1／5千 1／2千 1／千 1／萬草測 1／2千草測 1 2 3 4 5 6 7 一 地 質(zhì) 觀 測 研 究 程 度 蝕變圍巖 1初步

13、查明蝕變種類，規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)，確定蝕變圍巖的性質(zhì)，對蝕變帶應(yīng)有工程控制。 2.圈定蝕變體或蝕變帶，判斷蝕變作用與火成活動變質(zhì)作用的關(guān)系 3.研究蝕變圍巖的含礦性。 1.詳細查明各蝕變帶種類，蝕變強度，礦物組合、規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)，確定蝕變圍巖的性質(zhì)，用工程控制蝕變帶的變化。 2.詳細圈定蝕變體和蝕變帶的范圍，按蝕變強度與礦物組合進一步細分，確定蝕變體與火成活動、變質(zhì)作用、礦化作用的關(guān)系； 3.詳細研究蝕變作用與成礦作用的關(guān)系。 同1／萬 1與成礦關(guān)系密切的同1／2千 2.與礦關(guān)系不密切的精度可降低。 礦化及礦體 1. 用槽井探和物化探等手段揭露和控制礦化帶或礦層的規(guī)模產(chǎn)狀及

14、走向的變化； 2. 礦化帶、含礦層、礦體、詳細研究其規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)、礦石自然類型等變化特點，分布規(guī)律。 3. 分析和鑒定金屬礦物，脈石礦物的種類及含量 4. 對礦床成因類型及成礦條件做出初步判斷，指出找礦標(biāo)志與找礦方向。 1用槽井探和物化探等手段揭露和控制礦化帶或礦體； 2.礦化帶較詳細的研究確定礦化類型、規(guī)模、產(chǎn)狀、礦物種類及金屬礦物含量 3礦體，除按1／萬要求外，尚需要對礦石自然類型、礦石物質(zhì)成分等進行研究，對礦床成因類型、工業(yè)類型做出判斷。 4要用工程控制主礦體，上下盤的小礦體，對露天開采的礦床，要詳細的查明礦體的邊界 5系統(tǒng)的查明礦體有用組份的含量及其變化 同1

15、／萬 同1／2千 1／萬－1／千地質(zhì)測量質(zhì)量要求表（吉林參考）4 1／萬 1／5千 1／2千 1／千 1／萬草測 1／2千草測 1 2 3 4 5 6 7 二 精 度 要 求 必須表示地質(zhì)體規(guī)模m 1.礦體寬度大于5 2.一般巖石寬度大于20 3.蝕變體寬大于10 4.各種構(gòu)造形跡長大于100 1.礦體寬度大于2.5 2.一般巖石寬度大于10 3.蝕變體寬大于5 4.各種構(gòu)造形跡長大于50 1.大于1 2.大于4 3.大于2 4.形跡長大于20 1.大于0.5 2.

16、大于2 3.大于1 4.形跡長大于10 1.大于5 2.大于40 3.大于10 4.形跡長大于200 1.大于1 2.大于4 3.大于2 4.形跡長大于40 地質(zhì)界線實測允許誤差m 1.礦體5-10 2.一般地質(zhì)體10-20 1.礦體2.5－5 2.一般地質(zhì)體5－10 1.礦體1-2 2.一般地質(zhì)體2－4 1.礦體0.5－1 2.一般地質(zhì)體1－2 1.10－20 2.20－30 1.1.2－4 2.2.4－6 1／萬－1／千地質(zhì)測量質(zhì)量要求表（吉林參考）5 1／萬 1／5千 1／2千 1／千 1／萬草測 1／2千草測 1 2 3 4 5 6 7 二 精 度要 求 觀測密度個／Km2 簡單區(qū) 30-40 80－100 500－600 1200－1400 20－40 250－400 中常區(qū) 40－50 100－120 600－700 1400－1600 復(fù)雜區(qū) ＞60 120－150 700－800 1600－1800