空中加油锥套支柱数对稳定伞阻力系数影响研究

石超, 薛建平, 董新民, 刘娇龙

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

0 引言

在未来的无人机军事行动中,进行空中加油是必须考虑的重要问题。自2000年开始,无人机空中加油已经引起NASA,USAF和USNAVY等主要研究机构的关注,并进行了一系列的探索[1]。目前,“软管-锥套-探头”系统是普遍采用的一种空中加油系统。空中加油过程包括编队、对接、加油及脱离四个阶段,其中对接过程是实现空中加油的关键。

对锥套气动阻力特性的充分掌握,是成功实现自主空中加油的重要要求,能够提高自主空中加油模型在控制律综合设计和仿真中的精确性。近年来,越来越多的研究者开始关注自主空中加油技术。张雷雨等[2]针对对接碰撞过程中锥套的受力情况进行建模分析,提出了一种计算碰撞力的方法。胡孟权等[3]通过对加油软管运动规律及平衡拖曳位置的研究,分析了软管的运动规律和锥套姿态的变化规律。NASA德莱顿飞行研究中心通过一系列的飞行测试,分别研究了两种空中加油锥套在不同飞行条件下的气动阻力与阻力系数[4]。Kapseong等[5]在风洞试验数据的基础上,通过数理统计的方法提出了一种锥套气动阻力系数计算的经验公式,为锥套的设计提供了参考。

对锥套运动规律及其阻力系数研究的文献越来越多,但关注影响锥套阻力系数的因素的文献却很少,为此,本文针对锥套支柱根数对锥套稳定伞阻力系数的影响进行研究。

1 锥套三维数字模型的建立

所研究的锥套模型的原型如图1所示。……