基于Kirchhoff 的柔翼飞行器建模仿真研究
2021-01-22张连波斐雪丹
火力与指挥控制 2020年12期
关键词:模型
孟 颖,张连波,斐雪丹
(北京理工大学珠海学院,广东 珠海 519088)
0 引言
柔翼飞行器作为军事保障领域的重要空投工具,通常由伞体、伞绳、负载及控制装置组成,具有良好的滑翔性与可控性,广泛应用于物资运输、人员空降、装备回收等领域[1-3]。相比于传统降落伞与滑翔伞,柔翼飞行器克服定位差随风飘的缺点,能够自主调节飞行姿态,自适应风场干扰,自动实现轨迹规划,极大地提高了空投物资的落点精度[4]。因此,柔翼飞行器的精确建模对军事项目中精确空投与航迹规划具有重要意义。
针对柔翼飞行器的建模研究各有侧重,国外研究起步较早,Barrows[5]、Redelinghuys[6]等提出了基于附加质量的建模方案,将飞行器简化为刚体系统,通过求解准哈密顿方程建立飞行器模型;Reven[7]则通过阵风响应研究了飞行器气动参数在风场中的辨识。国内相关研究也日趋完善,熊菁[8-9]结合风洞试验数据,建立6-dof 飞行器动力学模型,研究了安装角、物伞比、下拉量等因素对飞行器性能的影响;赵志豪[10]则根据拉格朗日法,建立飞行器的4-dof纵向模型,对伞绳、稳定幅等建模因素展开研究;Zhu[11]考虑系统伞物的非线性特征建立了飞行器动力学模型,研究了推力对飞行器姿态的影响;而后周靓[12]、朱虹[13]、胡文治[14]等又从OpenGL 虚拟现实、CFD 气动优化、分段归航等角度,增加了飞行器模型的多样性。在上述研究成果中,柔翼飞行器的系统化动力学建模与飞行性能研究仍相对缺乏,限制了模型在军事定位空投中的应用。……
登录APP查看全文
