[發(fā)明專利]一種空中加油軟管錐套動態(tài)的模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110608227.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113335559B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 王業(yè)光;范彥銘;王世鵬;馬青原;董俊彪
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請?zhí)峁┝艘环N空中加油軟管錐套運動的模擬方法，包括：構建所述錐套升沉方向運動模型和橫向擺動模型；在錐套升沉方向運動模型和橫向擺動模型中加入風擾模型形成錐套的升沉方向風擾運動模型和橫向風擾擺動模型；根據(jù)所述升沉方向風擾運動模型和橫向風擾擺動模型模擬錐套的運動。本申請所提供的空中加油錐套運動的模擬方法相對于其他現(xiàn)有方法來說，方法簡單、可操作性強、實用性強、移植性通用性強，針對不同的傘套、飛機只需要進行固定參數(shù)的調整即可。本申請的方法能夠充分體現(xiàn)加油錐套在大氣擾動作用下的運動特性，能夠保證飛行模擬器模擬的逼真度，能夠保證飛行員駕駛技術訓練的效果。

技術領域

本申請屬于飛機空中加油技術領域，特別涉及一種空中加油軟管錐套動態(tài)的模擬方法。

背景技術

軟管式空中加油技術是一種“加油機被動，受油機主動”的對接加油技術，軟管式加油對接屬于兩機或多機相連的超密集飛行范疇，這期間加、受油機之間氣動力干擾是不可避免的。在執(zhí)行空中加油任務的過程中，軟管為錐套系統(tǒng)的動態(tài)特性是核心與關鍵。軟管的彎曲、漂移、抖動、振蕩以及回繞時錐套穩(wěn)定傘與吊艙口的擺動碰撞等現(xiàn)象都是很常見的。與硬桿加油相比，軟管擁有無限的自由度，其固有的非線性特征使得動態(tài)特性的表現(xiàn)更為復雜。氣流干擾是影響軟管為錐套系統(tǒng)動態(tài)特性的主要因素，在空中加油實施過程中，軟管為錐套系統(tǒng)可能受到氣流擾動有很多，比如加油機翼尖渦，發(fā)動機尾流干擾，襟、副翼的偏轉，受油機頭波效應，大氣紊流及陣風等等。軟管式加油吊艙一般安裝在機翼的外側，毫無疑問，翼尖渦是影響軟管為錐套運動特性最重要的因素。

在實際工程應用中，如飛機加油系統(tǒng)(軟管、吊艙、錐套)的設計與測試、飛行模擬器設計、飛行員駕駛技術訓練等方面都需要對加油錐套進行建模仿真。而現(xiàn)有的仿真建模技術存在設計過程復雜、通用性差、可移植性差或者工程應用性差等問題，尤其是工程時間應用方面缺少支撐。基于上述原因，簡單快速的加油錐套大氣擾動運動學建模方法在飛行品質評估、飛行員培訓、控制系統(tǒng)設計、飛行模擬器設計等領域是十分必要的。

發(fā)明內容

本申請的目的是提供了一種空中加油軟管錐套運動的模擬方法，以解決或減輕背景技術中的至少一個問題。

本申請的技術方案是：一種空中加油軟管錐套運動的模擬方法，包括：

構建所述錐套升沉方向運動模型和橫向擺動模型；

在錐套升沉方向運動模型和橫向擺動模型中加入風擾模型形成錐套的升沉方向風擾運動模型和橫向風擾擺動模型；

根據(jù)所述升沉方向風擾運動模型和橫向風擾擺動模型模擬錐套的運動。

進一步的，構建的錐套在升沉方向的運動模型為

式中，△y_wind表征風擾引起的錐套升沉位移，△α_wind表征風擾引起的迎角增量，b_y為軟管運動的增益系數(shù)，a_yl為軟管的運動阻尼特性，a_y0為軟管的運動頻率，p為頻域變換因子。

進一步的，構建的錐套在橫向擺動模型為

式中，△z_wind表征風擾引起的錐套橫向擺動位移，△β_wind表征風擾引起的側滑角增量，b_z為軟管運動的增益系數(shù)，a_zl為軟管的運動阻尼特性，a_z0為軟管的運動頻率，p為頻域變換因子。

進一步的，所述風擾模型包括德萊頓模型或其它風擾模型。

進一步的，所述德萊頓模型為：

其中，S_wy(ω)為譜密度函數(shù)，σ_w為風速均方根值，L_w為紊流尺度，V為速度，ω為頻率。