直升机吊挂及吊挂物抛放过程建模与分析

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1、第36卷第4期2004年8月Vol.36No.4Aug.2004南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics直升机吊挂及吊挂物抛放过程建模与分析孙传伟I,罗根新2（1.南京航空就天大学航空宇航学曉•南京.210016,2•解放军理工大学工程兵工程学院•南京.210016）摘要：建立带吊挂栽荷的直升机飞行动力学模型.为计算从悬停转入前飞过程中的过減飞行段尾迹的畸变和％动干扰特性•该翼足谨撲愛采用非定常有限状态入流瓦论并添加了足it畸变棋型；建立了六自由度吊柱体模從，包桔多段柔性钢索模型.箱体运动模型以及筒化的圆柱形

2、箱体气动力箱体内弹药发射和枫放过程计入了后座力樓型对箱体的反作用•模型租序能模拟弹丸瞬间抛放/发射的过程对直升机操稳转性的影响■并实时记朿弹体■箱体和直升机的各项达动填数.关■词：直升机；小桂；尾谨；畸变：发射中图分类号:V211.4文獣标识码：A文韋编号,1005^2615(2004)04-0438-06ModelingandAnalyzingofRotorcraftwithaPartiallyReleasableSlung-LoadSUNChuan-wei1,IXJOGen-xin(1・CollegeofAerospaceEngineering,NanjingUniversityofAe

3、rodynamics&.Astronautics,Nanjing>210016,China：2.CollegeofEngineertPLAUniversityofScienceandTechnology>Nanjing,210016>China)Abstract：Ahelicoptermathematicalmodelwithaslungloadisdescribed・Firstly,thegeneralizeddynamicswake(GDW)theorywithadistortionmodelisselectedtogetthetransientflightdynamicseffec

4、tslikeoff-axisresponseandaerodynamicsinterference.Asix・freedomslung-loadmodelwithmultisegmentssofttightwirmathematicalmodelisapplied>andtheslingboxismodeledasacylinderwithsimpleaerodynamicsshape>arecoilforcemodelfromtheexperimentisalsoappendedtotheslungload.Theprocessofammoslaunchfromthisslungboxc

5、anbesimulated»andmovementparametersoftheammos»box,tightwireandhelicopterareallrecordedatthesametime.Keywords:helicopterjslung・load：wakejdistortion,launch收稽日期：2003-10-271修订日期：2004-02-23作者简介：孙传伟•男，博士研究生，1971年5月生,E-mail：sun-cw@nuaa.edu.cn：罗根新，男，博士研究生，离级工程师.1968年3月生.吊挂飞行冕运输和救护类直升机爾要的飞行科目之一。这种飞行科目能够完成运送

6、大体积、外形不规则和爾債较大的货物到达其他运载工具难以达到的地方，这种工作方式是其他运栽工具难以比拟的。吊挂飞行模拟也是飞行训练模拟器中重要的技术环节。国内尚无系统地开展此类研究，而据国外检索资料表明，吊挂抛放及吊挂发射过程仍无相关研究文献U7）。本文采用多体动力学建模思想,根据吊挂飞行时的特征建立了专用直升机外吊挂动力学分析模型，通过模型计算系统分析了外吊挂物体对直升机配平特性、线化模型和非线性操纵响应的影响，并模拟了外部扰动如吊挂载荷突然部分抛放、吊挂物单侧瞬间受到外力的冲击过程等。1直升机数学模型建模要点分析当直升机执行外吊挂飞行任务,特别是伴有远航转场和作战飞行要求时，其气动模型应有

7、待别的考虑：（】）此时直升机负载较大，往往接近极限起飞旋翼工作处于大桨距角悄况，因此旋翼尾流流速大，旋翼气动载荷的非定常效应更加明显。（2）从悬停转入前飞的操纵过程将发生比较强烈的旋翼尾迹畸变现象。根据文［6］所载的试飞数据和理论预测的某些偏离现彖，若模型中没冇计入旋翼尾迹的畸变效应，则横滚轴的动响应计算会出现和实际相反的运动趋势"这种现象称作“离轴响应"（Off-axesresponse3o（3）由于带有大