针对高超声速飞行器的飞行马赫数高、气动加热效应大、结构轻柔等特点,开展了飞行器总体结构在弹性力、惯性力、气动力和热应力共同作用下的热气动弹性失稳与颤振抑制方面的研究。采用von-Kaman大变形几何理论,建立飞行器机翼(薄板)在气动力和热应力作用下的非线性动力学模型。根据力和位移的相容性,建立了薄板与飞行器主体之间的衔接条件,得到系统的非线性动力学模型。以改进的非线性Galerkin方法为基础,对飞行器的多刚-柔体非线性动力系统进行降维处理。选取适当的参数(如气体动压),采用现代非线性动力学的理论和方法,研究了降维后的动力学模型的分岔行为,揭示了系统产生亚临界、超临界Hopf分岔(颤振)及其极限环振动的机理,并提出了提高颤振失稳速度和抑制极限环振幅的控制方案,为近空间飞行器的动力学与飞行控制设计奠定了基础。
英文主题词flight vehicles, nonlinear dynamics, aerodynamics,thermoelastic flutter, vibration control