[發明專利]一種用于軟管式空中加油對接模擬試驗裝置的設計方法

有效

• 申請號: 202210277521.6
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114476123B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 史曉軍;閆昱;吳軍強;陶洋;吳繼飛;陳植;劉大偉;楊振華;賈巍;徐揚帆;李陽;曾開春;張昌榮;劉光遠;劉祥;劉超;楊可朋
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 李彪;武玥

1.一種用于軟管式空中加油對接模擬試驗裝置的設計方法，所述方法包括：

步驟1)建立軟管式空中加油對接模擬試驗裝置的相似準則，所述空中加油對接模擬裝置包括加油機、加油軟管、傘錐和受油機；

步驟2)基于相似準則，結合柔性多體動力學，建立空中加油對接模擬試驗裝置的動力學模型；

步驟3)根據模擬試驗要求，基于動力學模型，根據相似準則實現軟管式空中加油對接模擬裝置的設計，利用多體動力學求解器計算受油機對接傘錐后軟管的動力學響應，進而實現加油對接過程中加油軟管和傘錐的動態現象及動態特性的模擬；

所述步驟1)具體包括：

建立流體動力學相似準則和結構動力學相似準則，其中，

所述流體動力學相似準則包括：幾何外形相似、速度場相似、動壓相似、流場壓縮性相似和重力影響相似；

所述結構動力學相似準則包括：質量分布相似、固有頻率相似、振型相似和剛度分布相似；

所述流體動力學相似準則滿足下式：

λ_V＝1

其中，λ_V為運動速度系數；

λ_α＝1

其中，λ_α為角度系數

其中，λ_g為重力加速度系數，λ_D為結構尺寸縮比系數；

其中，D_m為加油軟管和傘錐結構的地面模型結構尺寸，D_p為加油軟管和傘錐結構的風洞模型結構尺寸；

λ_P＝λ_ρ

其中，λ_P為空氣動壓力系數，λ_ρ為風洞介質密度；

所述結構動力學相似準則滿足下式：

其中，λ_m為傘錐質量系數；

其中，λ_EJ為加油軟管抗彎剛度；

其中，λ_I為傘錐轉動慣量；

其中，λ_f為減縮頻率系數；

λ_t＝λ_D

其中，λ_t為時間系數；

其中，為加油軟管線密度。

2.根據權利要求1所述的用于軟管式空中加油對接模擬試驗裝置的設計方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括：

步驟2-1)基于相似準則，將加油機和受油機均簡化為剛體，采用飛行動力學的氣動力模型分別描述加油機和受油機的氣動力和氣動力矩；

步驟2-2)利用基于任意歐拉-拉格朗日描述的絕對節點坐標索單元對包括加油軟管和傘錐的加油管路進行建模，用于反映加油軟管的變形特性以及變長度特性；

步驟2-3)計算加油軟管的氣動力載荷；

步驟2-4)計算傘錐的氣動力載荷。