[發明專利]一種飛機空中投放空副油箱落地范圍的仿真方法

有效

• 申請號: 201611081813.3
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106777573B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 黃琪;楊廣;韓濤鋒;王日生;蔣盼盼;付朋遠;劉晗;倪金付
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/15
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種飛機空中投放空副油箱落地范圍的仿真方法，通過對飛機空中投放空副油箱的運動機理研究，綜合分析飛機的飛行高度、速度、姿態角及大氣風速等因素對空副油箱投放運動軌跡的影響，并計算副油箱的氣動特性、飛機投放空副油箱的外掛物分離特性、投放時空副油箱的初始飛行參數，結合空副油箱的質量特性，建立投放時空副油箱的飛行軌跡仿真模型，仿真模型中的參數可通過計算機數值計算或試驗測量獲得，最后通過實時仿真計算投放時空副油箱的飛行高度、軌跡、姿態、速度以及時間等飛行參數，以獲得空副油箱落地范圍結果，進而確定飛行空域范圍，高效快速，且計算的落地范圍精確，為確定飛行空域提供支撐。

技術領域

本發明涉及航空投放范圍計算仿真技術領域，尤其涉及一種飛機空中投放空副油箱落地范圍的仿真方法。

背景技術

目前針對飛機空中投放外掛物的研究，主要在兩方面：一是副油箱、常規炸彈和制導武器等外掛物投放時，飛機與外掛物分離時是否會發生碰撞等投放安全問題；二是常規炸彈和制導武器等外掛武器在投放發射后的射程及命中精度等涉及彈道和制導技術的研究。由于飛機空中投放空副油箱雖會考慮投放過程中與飛機分離的投放安全問題，但由于其不屬于武器，故對空副油箱投放離開飛機直至落地的投放軌跡并沒有進行相關研究。同時由于空副油箱尺寸體積相對較大，在燃油用盡后重量輕，飛機空中投放空副油箱后，在飛機氣流干擾、初始投放高度速度、大氣風速影響下，空副油箱可能出現的落地點范圍較大。在過去，為避開人口密集區以保障人民及財產安全，投放空副油箱時一般多選擇荒蕪人煙的較大空域場地進行，但是在城鄉高速發展和民用航線增長的今天，選擇較大空域的難度隨之增加，對于可允許投放空域提出了更高限制要求，因此需要預測飛機空中投放空副油箱的落地范圍，為選擇空域大小提供參考。從已公開的文獻來看，目前缺乏對飛機空中投放空副油箱的落地范圍的仿真方法，投放飛行空域規劃的精細化程度還有待提高。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種飛機空中投放空副油箱落地范圍的仿真方法，以解決上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種飛機空中投放空副油箱落地范圍的仿真方法，具體步驟如下：

1)計算副油箱的氣動特性

根據副油箱的幾何外形，采用CFD數值計算得到副油箱的氣動特性，副油箱的氣動特性包括隨迎角及馬赫數變化的升力系數、阻力系數、俯仰力矩系數、側向力系數、滾轉力矩系數及偏航力矩系數，參考面積取副油箱最大橫截面積，參考長度取副油箱總長度；副油箱相關氣動特性也可通過風洞試驗獲得；

2)計算飛機投放空副油箱的外掛物分離特性

根據飛機的氣動特性、副油箱氣動特性、空副油箱質量特性，采用CFD數值方法，計算在飛機流場影響下，飛機空副油箱投放過程中，飛機的外掛物分離特性，得到保證空副油箱投放分離安全性的飛機飛行馬赫數及迎角，同時得到空副油箱相對飛機的投放分離初始速度、迎角及姿態角參數；其中，飛機投放空副油箱的外掛物分離特性也可通過風洞試驗獲得；

3)計算投放時空副油箱的初始飛行參數

根據飛機投放空副油箱的外掛物分離特性，在飛機允許投放空副油箱的馬赫數及迎角限制范圍內，給定飛機的飛行高度、速度及姿態角，結合空副油箱投放相對飛機的初始狀態，計算得到投放時空副油箱的初始速度、高度及姿態角的初始飛行參數；

4)建立飛機空中投放時空副油箱的飛行軌跡仿真模型

根據空副油箱投放相對于飛機體軸的初速，結合飛機飛行的高度、速度及姿態角，并考慮疊加大氣風速的影響，求空副油箱投放時相對地軸的速度：

V_{xE_0}＝V₀×cosθ+V₁+V_wx