软管-锥套式空中加油动态建模与性能分析  被引量:6

Dynamic Modeling and Performance Analysis of Hose-Drogue Aerial Refueling System

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作  者:吴玲[1,2] 孙永荣[1] 黄斌[1] 朱云峰[1] 刘建业[1] 

机构地区:[1]南京航空航天大学导航研究中心,南京210016 [2]南京航空航天大学金城学院自动化系,南京211156

出  处:《南京航空航天大学学报》2016年第6期901-908,共8页Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics

基  金:国家自然科学基金(61533008)资助项目;中央高校基本科研业务费专项(NZ2016104)资助项目;江苏省普通高校研究生科研创新计划(KYLX15_0276)资助项目

摘  要:提出了一种基于凯恩方程的自主空中加油软管-锥套动态模型及性能分析方法。该方法将软管视为由有限段以铰链形式连接的刚性杆组成,锥套为软管末端的一个质点。本文定义了描述系统状态的广义坐标及广义速率,导出了软管段位置多级递推公式和系统动态方程,估算了软管在加油机尾流、定常流和大气扰动下的气动载荷。通过数值仿真分析了平稳大气中锥套在加油机不同飞行条件下的稳态阻力和软管拖拽轨迹,验证了模型的正确性及系统稳定性。最后研究了大气扰动对锥套运动的影响及不同软管段的受扰运动。A dynamic model and the performance analysis method of hose-drogue aerial refueling system are proposed based on Kane equation.In the method,the hose is modeled by the finite segment of rigid bar connected with hinge,and the drogue is regarded as a mass point at the end of the hose.Then both system generalized coordinates and generalized rates are defined,and a set of multi-level recursive formulas of hose-bar position and dynamic equations are derived.Furthermore,external aerodynamic loads that account for the effects of tanker wake,steady wind and atmospheric turbulence of each hose-bar are estimated.Numerical simulations show good correctness and stability of the dynamic model by steadystate resistance and equilibrium position of hose-drogue under different flight conditions in steady wind.Finally,the displacements of the drogue and the motion of various hose-bar resulting from atmospheric turbulence are investigated.

关 键 词:自主空中加油 软管-锥套式 凯恩方程 多刚体动力学 

分 类 号:V212.11[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]

 

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