刘日, 孙秀霞, 董文瀚, 李大东, 徐光智

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

0 引言

超低空空投是指利用降落伞等动力减速器在超低空(3～10 m)将重型武器装备、给养等空投至指定区域。在战时部队的秘密集结、突发性自然灾害的救援等诸多领域,超低空空投都扮演着不可替代的重要角色,并逐渐受到部队和专家学者的高度重视[1]。

在超低空空投货物牵引阶段,载机要在极低的高度内完成货物空投。由于地面效应[2]产生的镜像涡系将引起载机的气动特性显著变化,且离地面越近,影响越大。若载机稳定性恶化,将严重危及飞行安全[3]。因此,必须深入分析地面效应对超低空重装空投载机动力学特性的影响。目前,国内外对地面效应的研究主要集中在地效引起的气动力理论计算[4-5]和近地飞行时的稳定性分析[6-7]这两个方面,而针对考虑地面效应影响的超低空空投过程展开的研究才刚刚起步。文献[8-9]通过飞行高度对空投载机气动参数进行补偿,从而将地面效应引入超低空空投过程仿真模型。文献[10]将地面效应和货物移动引起的载机惯性张量的实变等效为气动参数的不确定性,设计了超低空空投纵向反步滑模控制律。文献[8-10]并未系统地研究地面效应对载机动力学特性以及空投任务性能的影响。

本文系统地研究了地面效应影响下空投载机纵向气动特性的变化机理,分析了载机的纵向静、动稳定性,提出了高度模态的飞行品质指标。……