發(fā)布時間：2020-05-18 10:49

【摘要】：本文應(yīng)用MATLAB/Simulink軟件研究單旋翼帶尾槳式直升機(jī)在艦船上起降的飛行動力學(xué)特性。首先,應(yīng)用流體仿真軟件Star-CCM+建立了SFS2艦船流場的CFD計算模型,計算了不同風(fēng)況下的艦船尾部氣流環(huán)境,形成了該艦的流場數(shù)據(jù)庫。然后,采用矢量法建立了計入艦船尾流影響的直升機(jī)艦面起降飛行動力學(xué)模型,并將該模型轉(zhuǎn)化為了對應(yīng)的Simulink模型。在此基礎(chǔ)上,以SFS2艦船流場數(shù)據(jù)庫作為艦面流場環(huán)境,使用Simulink線性分析工具箱對某型無人直升機(jī)進(jìn)行艦面懸停配平計算,獲得了該型無人直升機(jī)的艦面懸停平衡特性。計算結(jié)果表明,艦面懸停時該機(jī)的滾轉(zhuǎn)角和尾槳總距對風(fēng)向、風(fēng)速變化較為敏感。隨后,基于直升機(jī)艦面起降飛行動力學(xué)Simulink模型,引入關(guān)于操縱量、姿態(tài)角和功率的判據(jù),建立了風(fēng)限圖計算模型,并通過配平計算獲得了某型無人直升機(jī)與SFS2艦船配合的艦面懸停風(fēng)限圖。最后,根據(jù)風(fēng)限圖選取一安全風(fēng)況下的艦船尾流作為艦面仿真流場環(huán)境,將PID控制模型引入艦面起降飛行動力學(xué)Simulink模型,對某型無人直升機(jī)進(jìn)行了艦面懸停仿真。仿真結(jié)果表明,本文設(shè)計的PID控制模型具有較好的控制效果,能夠使該型無人直升機(jī)在紊亂的艦船尾流中穩(wěn)定懸停。
【圖文】：

體積小等特點(diǎn)，更適合部署在機(jī)庫空間和飛行甲板面積有限的艦船上。圖 1.1 所示為美國“火力偵察兵”無人直升機(jī)自主降落在艦船飛行甲板上。不同于陸基直升機(jī)，由于艦船飛行甲板的面積狹小、搖擺不穩(wěn)和氣流紊亂等特點(diǎn)，使得直升機(jī)的艦面起降環(huán)境更為復(fù)雜，，從而導(dǎo)致艦面起降的風(fēng)險更大。為確保直升機(jī)能在艦船甲板上安全起降，需要確定在不同海況、晝夜和進(jìn)場方向下起降時，艦船運(yùn)動和相對風(fēng)速風(fēng)向限制的安全邊界，即風(fēng)限圖[1]（圖 1.2）。

體積小等特點(diǎn)，更適合部署在機(jī)庫空間和飛行甲板面積有限的艦船上。圖 1.1 所示為美國“火力偵察兵”無人直升機(jī)自主降落在艦船飛行甲板上。不同于陸基直升機(jī)，由于艦船飛行甲板的面積狹小、搖擺不穩(wěn)和氣流紊亂等特點(diǎn)，使得直升機(jī)的艦面起降環(huán)境更為復(fù)雜，從而導(dǎo)致艦面起降的風(fēng)險更大。為確保直升機(jī)能在艦船甲板上安全起降，需要確定在不同海況、晝夜和進(jìn)場方向下起降時，艦船運(yùn)動和相對風(fēng)速風(fēng)向限制的安全邊界，即風(fēng)限圖[1]（圖 1.2）。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V212

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本文編號：2669605