资源描述：
《某系留气球抗风性能仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2014年12月宇航计测技术Dec.,2014第34卷第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.34,No.6＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝文章编号:1000-7202(2014)06-0029-04中图分类号:V273文献标识码:A某系留气球抗风性能仿真分析李红泉王雷(中国人民解放军92419部队,兴城125106)摘要系留气球以其显著特点已应用到许多领域,今后还会有大的发展。因所处环境的风力
2、对飞行稳定性影响较大,故抗风能力成为系统重要指标。针对无法用实验手段进行验证的空中工作姿态,一般采取计算机仿真方法进行模拟研究。介绍了系留气球的设备组成,描述了空中飞行状态,通过建立动力学模型的数学方程式,施加1-consine型离散突风模型扰动,仿真了空中球体的俯仰角和滚转角随扰动时间的关系曲线,并对结果曲线进行分析研究,以期为同型系留气球的设计方法提供某种借鉴,为浮空器使用安全提供帮助。关键词系留气球抗风性能离散突风模型动力学仿真DynamicSimulationAnalysisofWind鄄resistant
3、PerformanceforaTetheredBalloonLIHong—quanWangLei(92419UnitofPLA,Xingcheng125106)AbstractTetheredballoonisappliedinmanyscopesbyit,scharacteristic,andhaveagreatfu—ture.TheambientWindinfluencesflightstability,soWind—resistantperformancebecomestheimportantguidelin
4、eofWholesystem.Thereisnomethodtovalidatetestforairattitude,andcomputersimulationisintroducedasusual.ThepartsthatcomposetheWholeareintroducedinthisarticle,theflightstateisde—scribed,thecorrelationcurveisinvestigatedbetWeenpitchangleandtimeandbetWeenrollangleand
5、timebymodelingdynamicequationandputtingon1-consinediscrete—gustmodel.Thenumericalsimula—tionisreferencetothistetheredballoondesign,andishelpfultoaerostatsafety.KeywordsTetheredballoonWind—resistantperformanceDiscrete—gustmodelDynamicsimulation1引言操作维护简单等优点,广泛应用
6、于民事和军事领域,担负观光、测量、实验和情报搜集、空中预警、信息中[1]系留气球是一种约束型浮空器,球体和地面之继、电子对抗等任务。现在,许多国家在积极开间用系留缆绳相联,它不需要动力,完全依靠自身浮展浮空器的使用研究,其中美国技术最先进,不仅成[2]力升空(目前大多充装氦气),地面缠绕装置拉动系功将RAID系统用在阿富汗军事行动,还把系留[3]留缆绳使之降落,拉力和浮力相平衡维持空中稳定气球的预警应用纳入今后国防规划中。飞行。具有载重能力强、留空时间长、使用成本低、某系留气球安装在沿海,是对海警戒的一部分,收稿日
7、期:2014-03-05作者简介:李红泉(1969-),男,高级工程师,主要研究方向:飞行器的设计与使用。·30·宇航计测技术2014年[4]性能要求比较严酷,即空中能在5级海情下工作,3动力学分析地面停留承受飓风级外力。对于会带来灾难性后果的气象条件,实际中普遍采用避让措施以减少损失,设计完成的系留气球工作状况如图1所示,系但为了证实系统是否具备在此环境下正常飞行的能留缆绳将球体联到地面装置上,气球在空中迎风停力,一般选择风洞模型辅助计算机仿真的方法进行留。对这些相对位置、力的作用和约束关系进行适初步判断。本文介
8、绍极限风速条件下空中状态的仿当简化,建立动力学模型。真过程就是其中一个方面。2空中状态描述系留气球系统包括球体、球载设备、系留缆绳、地面装置和氦气充装五部分。尽管具有飞行器的气动外形,系统的地面牵引装置也可自由回转以保证球体头部迎风停留,但由于体积肥硕,又没有姿态调整的动力,系留气球的空中姿态基本还是为所在区域风力决定。静风条件下,放出缆绳的长度几乎是气球的
