杨超
飞行器设计领域的气动弹性、飞行力学与总体设计,研究对象包括固定翼飞机、导弹、直升机和微小型飞行器等
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- 姓名:杨超
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学术头衔:
博士生导师, 教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者
- 职称:-
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学科领域:
林业工程
- 研究兴趣:飞行器设计领域的气动弹性、飞行力学与总体设计,研究对象包括固定翼飞机、导弹、直升机和微小型飞行器等
杨超,教授,飞行器设计学科博士生导师,男,汉族, 1966 年 12 月出生。 1989 年毕业于北航飞行器设计与应用力学系, 1992 年获北京空气动力研究所( 701 所)空气动力学硕士学位, 1996 年获北航飞行力学博士学位后留校工作, 2001 年破格评聘为教授,曾任北航五系副主任、飞机所所长、飞机系主任、航空科学与工程学院副院长、党总支书记。现为航空科学与工程学院院长和气动弹性研究室主任,兼任中国空气动力学会空气弹性专业委员会副主任委员、“工程力学”期刊编委、国防科工委航空器总体和结构标技委总体和气动专业组成员、美国 MSC 软件气动弹性和飞行载荷技术服务中心主任, 2004 年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。 2004 年负责课程“航空航天概论”被评为国家和北京市精品课。
主要研究领域是飞行器设计领域的气动弹性、飞行力学与总体设计,研究对象包括固定翼飞机、导弹、直升机和微小型飞行器等。主持科研课题 20 余项,包括预研、自然基金以及近 20 种型号的科研课题,在颤振、飞行载荷、气动伺服弹性、主动气动弹性机翼、直升机机非线性飞行动力学方面有多年理论和实践,发表重要期刊论文 40 多篇。
目前主要研究方向为:
1)飞行器气动弹性数字化设计、主动气动弹性机翼设计与试验技术
2)颤振、飞行载荷、阵风载荷分析与控制技术
3)气动弹性优化设计与多学科优化设计技术
4)直升机非线性飞行动力学与控制
5)飞机及微小型飞行器总体综合设计与集成测试
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杨超, 邹丛青
航空学报,2000,21(6):496~499,-0001,():
-1年11月30日
针对飞机多输入/多输出气动伺服弹性系统的抗阵风不灵敏性进行理论分析与计算验证。对于耦合的多回路飞行控制系统,建立弹性结构、非定常气动力和控制系统构成的气动伺服弹性分析模型,根据现代控制理论中的鲁棒分析技术,以系统回差矩阵的奇异值理论为基础,应用系统抗干扰不灵敏性的判据,确定气动伺服弹性系统对阵风外干扰保持不灵敏性的能力。以某型飞机横侧向耦合控制系统为对象,采用Dryden谱形式的大气紊流模型作为外部阵风干扰,对系统的不灵敏性及阵风响应进行计算、分析和比较。
气动弹性, 气动伺服弹性, 大气扰动, 鲁棒性, 灵敏度分析
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杨超, 万志强, 郦正能
北京航空航天大学学报,2004,30(12):1142~1146,-0001,():
-1年11月30日
利用遗传/敏度混合优化算法对复合材料前掠翼飞机进行气动弹性剪裁设计研究。在满足强度、位移、升力效率、副翼效率、发散速度和颤振速度等约束条件的前提下,以机翼复合材料蒙皮铺层的厚度为设计变量,对蒙皮进行重量最小化设计。研究表明,在飞机结构初步设计阶段单纯使用基于敏度的优化算法,很难满足设计上的要求;使用遗传/敏度混合优化算法可以取得较好的结果,该方法适用于飞机结构初步设计。还研究了偏轴角对优化重量的影响。分析结果显示,对于文中所研究的这类蒙皮使用由0°、90°和±45°纤维组成的铺层的复合材料前掠翼飞机,在满足多个约束条件的前提下,其优化重量对于偏轴角的变化相对不敏感。
气动弹性, 结构优化, 复合材料, 遗传算法, 前掠翼
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杨超, 吴志刚**
机械强度,2003,25(1):32~35、38,-0001,():
-1年11月30日
多输入/多输出系统的颤振主动抑制与阵风减缓是主动气动弹性机翼技术的重要研究方面。以一个带有两个后缘控制面的三角机翼风洞模型为研究对象,采用LQG/奇异值控制理论设计颤振主动抑制与阵风减缓的鲁棒控制律,对组成的闭环系统进行控制仿真。并从闭环稳定特性、阵风响应减缓效果、作动器功率需求和控制律的降阶四个方面提出评价指标,对闭环系统进行工程特性评估。结果表明,设计所得到的控制律能应用于工程实践。
飞机设计, 气动弹性, 气动伺服弹性, 主动气动弹性机翼, 颤振主动抑制, LQG控制
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杨超, 吴志刚
航空学报,2003,24(4):312~316,-0001,():
-1年11月30日
气动伺服弹性系统在不确定性摄动下的鲁棒稳定性问题对于带有自动控制系统的弹性飞行器是非常关键的。利用线性分式变换形式,考虑参数和非参数不确定性的摄动,如广义刚度、广义质量、广义非定常气动力以及伺服系统的不确定性摄动,由各子系统到整个闭环系统依次建立气动伺服弹性的状态空间模型,并应用结构奇异值μ方法分析了系统的鲁棒稳定性。两个算例表明了该建模方法的方便适用以及μ方法在气动伺服弹性鲁棒稳定性分析中的应用前景。
气动弹性, 气动伺服弹性, 鲁棒稳定性, μ-分析
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杨超, 章俊杰
北京航空航天大学学报,2003,29(11):998~1000,-0001,():
-1年11月30日
以一架具有飞行控制系统的飞机为对象,开展了伺服弹性(结构模态耦合)试验研究,旨在揭示该飞机的伺服弹性稳定性本质。同时,阐述了结构模态耦合试验的方法和原理,给出了典型状态的试验结果,并与计算分析结果进行了比较。说明该试验方法是可行的。
伺服系统, 试验, 稳定性
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杨超, 陈桂彬, 邹丛青
北京航空航天大学学报,1999,25(1):171~175,-0001,():
-1年11月30日
以伺服气动弹性(或称气动伺服弹性)技术为出发点,结合国内外研究情况,分析近年来正在发展的、能多方面提高飞机性能的飞机设计新技术——主动气动弹性机翼(也称主动柔性机翼)技术的主要设计思想与特点、关键技术、与传统机翼设计技术的区别、应用前景等,反映该技术的多学科综合和一体化的特点,供飞机设计、气动弹性等研究人员参考。
气动弹性动力学, 柔性机翼, 飞行控制, 气动伺服弹性, 主动控制, 一体化设计
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杨超, 熊纲
航空学报,2001,22(2):168~170,-0001,():
-1年11月30日
研究了平衡截断方法在多输入/多输出气动伺服弹性系统模型降阶中的应用。简要分析了气动伺服弹性系统模型建立的一般过程,详细讨论了平衡截断方法的基本原理并给出了其中的一种算法。以机翼气动伺服弹性系统为对象,比较了降阶前后模型变化情况。
气动弹性, 气动伺服弹性, 模型降阶, 平衡截断
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杨超, 吴志刚
飞行力学,2000,18(4):1~5,-0001,():
-1年11月30日
分析了带有舵面及控制系统的战术导弹的气动伺服弹性稳定性。动力学方程中包含弹体的一阶弯曲振动、弹体的刚体平动和转动,可控舵面只考虑刚体偏转。用细长体理论和气动导数方法计算了导弹的非定常气动力,两种方法均适用于亚音速和超音速情况。采用Nyquist方法和Bode图方法分析了某导弹的气动伺服弹性稳定性和稳定裕度,两种气动力方法所得结果一致。
导弹, 飞行力学, 气动伺服弹性, 非定常气动力, 控制系统, 稳定性
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杨超, 熊良玉, 张晓谷
北京航空航天大学学报,2000,26(6):697~700,-0001,():
-1年11月30日
对直升机典型机动飞行做逆仿真数值计算与分析。逆仿真中采用了较为复杂的非线性飞行动力学模型,包括非均匀入流、机身非线性气动力以及包含机身运动耦合的旋翼挥舞运动与作用力模型。提出了与非线性模型相适应的逆仿真算法,并将组合迭代方法用于求解广义非线性代数方程组。对跨越障碍(pop-up)和180°水平转弯(level turn)机动进行机动性描述。以某型直升机为例,对跨越障碍和180°水平转弯两种典型的机动动作进行逆仿真计算与分析。
直升机, 飞行力学, 数学模型, 机动飞行, 逆仿真, 非线性系统
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杨超
飞行力学,2000,18(1):1~4,-0001,():
-1年11月30日
针对常规单旋翼带尾桨直升机,从复杂的飞行动力学非线性数学模型入手,采用数值方法在平衡点处求出线性模型; 该线性模型包括传统的6自由度刚性机体模型,还包括主桨和尾桨动力入流、主桨和尾桨挥舞自由度,其状态空间形式具有25个状态变量(简称25状态模型)。以某型直升机为例,对线性模型与非线性模型的时域动态响应,及25状态高阶线性模型和传统6自由度9状态模型的特征值进行了比较,验证了建模方法的可靠性和精度。
直升机, 直升机飞行力学, 线性模型, 飞行品质
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