题目：倾转旋翼机飞行动力学 建模和验证

倾转旋翼机具备垂直/短距起降能力，又大幅提高了直升机飞行速度、航行距离，同时降低了巡航飞行时燃油消耗，是目前唯一的投入使用的高速直升机构型。

倾转旋翼机存在直升机飞行模式、固定翼螺旋桨飞机飞行模式以及旋翼倾转的过渡模式，不同飞行阶段有相应的飞行控制模式，故其飞行动力学建模较常规构型直升机更为复杂。目前研究人员对常规构型直升机飞行动力学建模已经有了相当成熟的理论和方法，但倾转旋翼机旋翼桨叶负扭转更大、桨盘载荷更高，且在旋翼前倾角改变的同时耦合机翼、升降舵和方向舵的操纵。目前发表的文章对倾转旋翼机飞行动力学建模研究较多，但大多只在某一飞行阶段或某一操纵通道上进行气动干扰、飞行动力学或控制率研究。

本论文阐述了倾转旋翼机飞行动力学理论建模过程，对旋翼、机身、平尾和垂尾部件的数学模型进行描述，并基于Flightlab软件搭建了倾转旋翼机的飞行动力学模型。为保证该模型具备一定精度，对各模块采用以下方法建模：

6自由度刚性机身运动学模型；

基于模型风洞试验数据查表计算的机身气动力和气动干扰模型；

带非线性扭转的刚性万向铰接式桨叶动力学模型；

基于叶素理论的非线性准定常桨叶气动载荷模型；

基于Peters-He广义动态入流理论的旋翼尾迹模型；

采升力线理论机翼、方向舵和升降舵模型。

通过分析XV-15设计特点和公开发表技术资料，分析提炼出XV-15飞行动力学建模参数，包括重量重心转动惯量、部件设计参数、飞行速度包线、飞行控制系统原理和可用于飞行动力学模型验证的性能、飞行品质数据。最后，根据不同飞行模式下飞行动力学模型计算得出的XV-15配平、稳定性和操纵响应结果，并XV-15验证数据进行了模型验证。验证结果表明所建立的XV-15飞行动力学模型计算结果和XV-15试飞结果趋势一致，能正确反映了倾转旋翼机飞行特性，可用于该类构型的飞行动力学工程分析。