题目：农林飞机低空作业动态特性研究及仿真软件设计

农林飞机被广泛地用于播种、空中喷洒农药、空中施肥、森林防火等农林业飞行作业项目。通常农林飞机作业飞行时高度较低，低空大气环境将影响农林飞机的动态特性，严重时将威胁到其飞行安全。因此对农林飞机低空作业时的动态特性研究十分必要，也具有现实意义。本文主要研究农5飞机低空作业飞行时的动态特性。地面效应的影响使得飞机的稳定性和操纵性更为复杂。本文分析了地面效应对N5飞机气动力特性的影响，讨论了受地面效应影响时飞机的纵向静稳定性以及影响其静稳定性的主要气动导数，推导了静稳定性和静操纵性的关系，并通过数值计算进行了验证。通过地效区内飞机运动的五阶小扰动线化方程，利用Routh-Hurwitz准则推导了其纵向动稳定性准则，分析了保证纵向动稳定性时高度导数 和 的取值范围以及重心与迎角焦点和高度焦点的位置关系。在分析动稳定性时，通过根轨迹分析了地面效应对N5飞机模态特性的影响，并运用模态矢量分析了在地效区内各模态中，起主要作用的运动变量，为控制系统的设计做好准备。低空风切变对飞机飞行的影响有时候是致命性的，严重影响其飞行安全性。本文研究了低空风切变对飞机运动模态特性的影响，并对N5飞机穿越逆风切变、顺风切变以及垂直阵风进行了时域仿真，分析了在这三种风扰动中N5飞机作业飞行的安全性。在分析大气紊流对农林飞机动态特性影响时，采用谱分量描述法来分析在德莱顿连续随机大气紊流模型作用下，飞机的纵、横航向响应，主要计算了在晴空大气紊流和风暴紊流下，N5飞机运动参数的统计特征量。对于风切变和大气紊流对飞机动态特性的影响，运用VC++和MALTLAB的混合编程方法，将所有仿真计算都编成了软件，方便用户进行风切变及大气紊流对飞机动态特性影响的分析研究。