直升机吊挂飞行动力学建模与分析

收稿日期3作者简介吴

鹏(3),男,江西进贤人,工程师,主要研究方向空气动力学。

文章编号:1673-1220(2010)04-033-04

直升机吊挂飞行动力学建模与分析

吴

鹏,马成江,朱国民

(中国直升机设计研究所,江西景德镇

333001)

摘要根据直升机吊挂飞行时的气动和飞行动力学特性,建立了直升机带吊挂物的飞行动力学模型,包括

吊挂物和绳索的动力学模型,吊挂物的六自由度运动模型,其中吊索采用了柔性钢索模型,计入了吊挂模型的气动阻力,计算分析了外吊挂物对直升机配平特性和操纵响应的影响。关键词

直升机;吊挂;飞行动力学

中图分类号:

V212.4;O242.1

文献标识码:

A

F li gh t Dyna m icsM odeli ng and H andli ng Qua lity Ana l ysis of

H elicopter w ith Slung -l oad

WU Peng ,MA Chengjiang ,Z HU Guo m i n

(Ch i na H e lico pte r R esea rch and Deve l op m en t Instit u te ,Jingdez hen 333001,Ch i na)

A bstra ct I n this article ,the dy na m ic mode l of helicopter w it h sl ung -load was bu ilt i n the base of

the dy na m ics character of helicopter fli ghtw ith sl ung -load ,i ncluding t he dy na m icmode l and si x f ree -do m moti on mode l of slung -l oad and cab le .The flexible cable and the air resistance of sl ung -load were a lso co nsi dered ,and the tri m character and control response of helicopter w ith sl ung -load were calcu lated and ana l yzed .

K ey words he lico pter ;sl ung -load ;fli ght dy na m ics

1引言

吊挂运输飞行是直升机的主要工作特点之一,

直升机吊挂飞行已广泛应用于国防和国民经济建设。本文根据直升机吊挂飞行时的气动和飞行动力学特性,建立了直升机带吊挂物的飞行动力学模型,包括吊挂物和绳索的动力学模型,吊挂物的六自由度运动模型,其中吊索采用了柔性钢索模型,计入了吊挂模型的气动阻力,计算分析了外吊挂物对直升机配平特性和操纵响应的影响。

2吊挂体及吊索数学模型

2.1吊挂体受力分析

直升机吊挂系统模型如图1、图2所示。

吊挂体上的力包括:

1)重力F gSL_i ,作用于重心,垂直向下,指向地心,并投影和分解到吊挂体坐标系;

2)气动力F a SL_i ,气动力矩M aSL_i ,基于吊挂体坐标系,来自吹风数据;

3)吊索拉力合力M c SL_i ,吊索引起的力矩M c SL_i ,

总第165期2010年第4期直升机技术HELI COPTER TEC HNIQ UE Tota l No .165

No .42010

:2010-08-2:198-: