机载拖曳天线动力学建模与仿真

2013-07-25郑小洪韩维贾忠湖郭卫刚张原

飞行力学 2013年3期

关键词：模型

郑小洪，韩维，贾忠湖，郭卫刚，张原

（1.海军航空工程学院飞行器工程系，山东烟台 264001；2.海军航空兵学院模拟中心，辽宁葫芦岛 125001）

0 引言

机载甚低频拖曳系统的拖曳天线在工作过程中的稳态构型及垂直度（指拖曳天线在铅垂线上的投影长度与拖曳天线总长度的比值）是检验天线能否正常工作的主要依据，是设计人员必须着重考虑的因素。出于对拖曳天线安全使用考虑，天线最大张力也是该系统需要关注的因素。为保证天线的有效正常工作状态，载机必须以一定状态进行稳定盘旋飞行［1］。

早在1969年，NADC就开始编写计算机程序，用来计算TACAMO拖曳天线的平衡状态形状，其所建模型的缺点是只有在良好的初始条件下才能获得较好的收敛效果［2］。文献［3］在拖索上建立局部坐标系，并使用有限元法思想将拖缆离散成多个分段，针对任一个分段建立平衡方程，并运用中心差分法进行求解过程。近年来，文献［4-6］运用多体动力学建模方法对航空拖索进行建模，对航空拖索构型进行了一定的研究。

从目前的研究成果看，大部分都集中于离散模型研究。离散模型在一定程度上能够反映拖索的构型，但是为了进一步深入研究航空拖索的动力学特性，建立航空拖索的连续的动力学模型是非常必要的。本文在文献［7-8］基础上，建立机载甚低频拖曳天线的动力学模型，运用Newton-Raphson迭代法对甚低频拖曳天线的动力学模型进行求解。