直升機/吊掛物耦合系統(tǒng)的操穩(wěn)特性分析及控制方法研究
發(fā)布時間：2021-06-07 20:57
吊掛飛行是直升機特有的飛行能力之一。采用直升機吊掛飛行方式,可以將遠超過直升機機艙容積的各種貨物、裝備運送到任何地點。因此,直升機吊掛飛行在軍用和民用領域中得到了廣泛的運用。與非吊掛飛行相比,直升機吊掛飛行增加了吊掛運動自由度,吊掛物的運動引起了直升機重心處力和力矩的變化,而且,吊掛物和直升機之間還存在著運動耦合和動力學耦合,因此,在吊掛飛行中,直升機原有穩(wěn)定性和操縱性均發(fā)生顯著變化。本文針對直升機/吊掛耦合系統(tǒng)的操穩(wěn)特性分析和控制方法問題進行了相關研究。首先基于CFD方法對CONEX吊掛物進行氣動建模,得到吊掛物氣動特性。其次,基于已有基礎搭建了直升機飛行動力學模型,重點對吊掛物系統(tǒng)進行建模,得到吊掛物系統(tǒng)的動力學方程,進而根據(jù)直升機與吊掛物的耦合關系對孤立的直升機飛行動力學模型和吊掛物模型進行修正,最終得到了直升機/吊掛物耦合系統(tǒng)飛行動力學模型。在此基礎上,建立了直升機/吊掛物耦合系統(tǒng)的配平和線化方法,進而基于ADS-33E-PRF進行了該耦合系統(tǒng)的操穩(wěn)特性分析。最后,基于PID控制方法設計了一套能夠改善直升機/吊掛物耦合系統(tǒng)操穩(wěn)特性的飛行控制律并進行了仿真驗證。結果表明,本文提出...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
CH-47D型直升機吊掛飛行
直升機在發(fā)展過程中演化出了許多構型，如單旋翼帶尾槳、共軸雙旋翼、橫列雙旋翼、縱列雙旋翼等構型的直升機。在這些不同的種類中，單旋翼帶尾槳式直升機以其建構簡單、便于操縱的優(yōu)點在所有構型直升機中占有絕對的優(yōu)勢。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，直升機有著越來越重要的作用，在作戰(zhàn)、運輸方面扮演著不可或缺的角色。由于直升機的靈活性，對地面設施要求簡單等優(yōu)勢，常常被要求前往其他運輸工具或作戰(zhàn)工具難以到達的地點執(zhí)行任務，而吊掛飛行又對運輸?shù)呢浳餂]有貨艙容量的要求，能大大提升直升機的運輸能力。由于在越南戰(zhàn)爭中直升機發(fā)揮了重要作用，使直升機在軍事中得到了重視。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，直升機可以吊掛運輸戰(zhàn)爭裝備、物資等；在受到災害的地區(qū)吊掛運輸大量的生活物資、救援裝備，大大提高了戰(zhàn)爭效率和災區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭分奪秒，能比其他的運輸工具更快捷，有效。當今世界中，軍用直升機大概有 30000 余架，運輸直升機大約占百分之四十，對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的格局有著重要的影響。在民用領域中，吊掛運輸飛行可以用于吊裝大型設備、高壓線路施工中的引線等工程上的應用。我國有廣闊的地域，復雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機垂直起降，高機動性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機吊掛運輸作業(yè)的型號。
了戰(zhàn)爭效率和災區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭分奪秒，能比其他的運輸工具更快捷，有效。當今世界中，軍用直升機大概有 30000 余架，運輸直升機大約占百分之四十，對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的格局有著重要的影響。在民用領域中，吊掛運輸飛行可以用于吊裝大型設備、高壓線路施工中的引線等工程上的應用。我國有廣闊的地域，復雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機垂直起降，高機動性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機吊掛運輸作業(yè)的型號。圖 1.1CH-47D 型直升機吊掛飛行 圖 1.2UH-60L 型“黑鷹”直升機吊掛飛行
【參考文獻】：
期刊論文
[1]直升機吊掛飛行穩(wěn)定性和操縱性分析[J]. 齊萬濤,陳仁良. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[2]直升機吊掛飛行動力學建模與分析[J]. 吳鵬,馬成江,朱國民. 直升機技術. 2010(04)
[3]直升機吊掛飛行平衡、穩(wěn)定性與操縱性研究[J]. 崔利,曹義華,李國知. 航空動力學報. 2010(10)
[4]直升機吊運飛行動力學初步研究[J]. 趙維義,張勇,胡凱亮,丁文勇. 科技信息. 2009(33)
[5]直升機前飛吊掛飛行動力學響應分析[J]. 郭廣利,高正,孫傳偉. 北京航空航天大學學報. 2005(10)
[6]帶大載荷吊掛直升機懸�？v向操縱性分析[J]. 孫傳偉,徐進. 南京航空航天大學學報. 2005(04)
[7]直升機吊掛運輸中的安全穩(wěn)定分析[J]. 崔瑛,高正. 航空科學技術. 2005(03)
[8]直升機吊掛及吊掛物拋放過程建模與分析[J]. 孫傳偉,羅根新. 南京航空航天大學學報. 2004(04)
碩士論文
[1]直升機飛行品質設計方法研究[D]. 榮梟錄.南京航空航天大學 2007
[2]直升機吊掛飛行穩(wěn)定性分析[D]. 崔瑛.南京航空航天大學 2005
本文編號：3217296
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
CH-47D型直升機吊掛飛行
直升機在發(fā)展過程中演化出了許多構型，如單旋翼帶尾槳、共軸雙旋翼、橫列雙旋翼、縱列雙旋翼等構型的直升機。在這些不同的種類中，單旋翼帶尾槳式直升機以其建構簡單、便于操縱的優(yōu)點在所有構型直升機中占有絕對的優(yōu)勢。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，直升機有著越來越重要的作用，在作戰(zhàn)、運輸方面扮演著不可或缺的角色。由于直升機的靈活性，對地面設施要求簡單等優(yōu)勢，常常被要求前往其他運輸工具或作戰(zhàn)工具難以到達的地點執(zhí)行任務，而吊掛飛行又對運輸?shù)呢浳餂]有貨艙容量的要求，能大大提升直升機的運輸能力。由于在越南戰(zhàn)爭中直升機發(fā)揮了重要作用，使直升機在軍事中得到了重視。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，直升機可以吊掛運輸戰(zhàn)爭裝備、物資等；在受到災害的地區(qū)吊掛運輸大量的生活物資、救援裝備，大大提高了戰(zhàn)爭效率和災區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭分奪秒，能比其他的運輸工具更快捷，有效。當今世界中，軍用直升機大概有 30000 余架，運輸直升機大約占百分之四十，對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的格局有著重要的影響。在民用領域中，吊掛運輸飛行可以用于吊裝大型設備、高壓線路施工中的引線等工程上的應用。我國有廣闊的地域，復雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機垂直起降，高機動性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機吊掛運輸作業(yè)的型號。
了戰(zhàn)爭效率和災區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭分奪秒，能比其他的運輸工具更快捷，有效。當今世界中，軍用直升機大概有 30000 余架，運輸直升機大約占百分之四十，對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的格局有著重要的影響。在民用領域中，吊掛運輸飛行可以用于吊裝大型設備、高壓線路施工中的引線等工程上的應用。我國有廣闊的地域，復雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機垂直起降，高機動性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機吊掛運輸作業(yè)的型號。圖 1.1CH-47D 型直升機吊掛飛行 圖 1.2UH-60L 型“黑鷹”直升機吊掛飛行
【參考文獻】：
期刊論文
[1]直升機吊掛飛行穩(wěn)定性和操縱性分析[J]. 齊萬濤,陳仁良. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[2]直升機吊掛飛行動力學建模與分析[J]. 吳鵬,馬成江,朱國民. 直升機技術. 2010(04)
[3]直升機吊掛飛行平衡、穩(wěn)定性與操縱性研究[J]. 崔利,曹義華,李國知. 航空動力學報. 2010(10)
[4]直升機吊運飛行動力學初步研究[J]. 趙維義,張勇,胡凱亮,丁文勇. 科技信息. 2009(33)
[5]直升機前飛吊掛飛行動力學響應分析[J]. 郭廣利,高正,孫傳偉. 北京航空航天大學學報. 2005(10)
[6]帶大載荷吊掛直升機懸�？v向操縱性分析[J]. 孫傳偉,徐進. 南京航空航天大學學報. 2005(04)
[7]直升機吊掛運輸中的安全穩(wěn)定分析[J]. 崔瑛,高正. 航空科學技術. 2005(03)
[8]直升機吊掛及吊掛物拋放過程建模與分析[J]. 孫傳偉,羅根新. 南京航空航天大學學報. 2004(04)
碩士論文
[1]直升機飛行品質設計方法研究[D]. 榮梟錄.南京航空航天大學 2007
[2]直升機吊掛飛行穩(wěn)定性分析[D]. 崔瑛.南京航空航天大學 2005
本文編號：3217296
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