吊掛飛行是直升機(jī)特有的飛行能力之一。采用直升機(jī)吊掛飛行方式,可以將遠(yuǎn)超過直升機(jī)機(jī)艙容積的各種貨物、裝備運(yùn)送到任何地點(diǎn)。因此,直升機(jī)吊掛飛行在軍用和民用領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用。與非吊掛飛行相比,直升機(jī)吊掛飛行增加了吊掛運(yùn)動(dòng)自由度,吊掛物的運(yùn)動(dòng)引起了直升機(jī)重心處力和力矩的變化,而且,吊掛物和直升機(jī)之間還存在著運(yùn)動(dòng)耦合和動(dòng)力學(xué)耦合,因此,在吊掛飛行中,直升機(jī)原有穩(wěn)定性和操縱性均發(fā)生顯著變化。本文針對(duì)直升機(jī)/吊掛耦合系統(tǒng)的操穩(wěn)特性分析和控制方法問題進(jìn)行了相關(guān)研究。首先基于CFD方法對(duì)CONEX吊掛物進(jìn)行氣動(dòng)建模,得到吊掛物氣動(dòng)特性。其次,基于已有基礎(chǔ)搭建了直升機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)模型,重點(diǎn)對(duì)吊掛物系統(tǒng)進(jìn)行建模,得到吊掛物系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,進(jìn)而根據(jù)直升機(jī)與吊掛物的耦合關(guān)系對(duì)孤立的直升機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)模型和吊掛物模型進(jìn)行修正,最終得到了直升機(jī)/吊掛物耦合系統(tǒng)飛行動(dòng)力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,建立了直升機(jī)/吊掛物耦合系統(tǒng)的配平和線化方法,進(jìn)而基于ADS-33E-PRF進(jìn)行了該耦合系統(tǒng)的操穩(wěn)特性分析。最后,基于PID控制方法設(shè)計(jì)了一套能夠改善直升機(jī)/吊掛物耦合系統(tǒng)操穩(wěn)特性的飛行控制律并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,本文提出... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CH-47D型直升機(jī)吊掛飛行

直升機(jī)在發(fā)展過程中演化出了許多構(gòu)型，如單旋翼帶尾槳、共軸雙旋翼、橫列雙旋翼、縱列雙旋翼等構(gòu)型的直升機(jī)。在這些不同的種類中，單旋翼帶尾槳式直升機(jī)以其建構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操縱的優(yōu)點(diǎn)在所有構(gòu)型直升機(jī)中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，直升機(jī)有著越來越重要的作用，在作戰(zhàn)、運(yùn)輸方面扮演著不可或缺的角色。由于直升機(jī)的靈活性，對(duì)地面設(shè)施要求簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，常常被要求前往其他運(yùn)輸工具或作戰(zhàn)工具難以到達(dá)的地點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)，而吊掛飛行又對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳餂]有貨艙容量的要求，能大大提升直升機(jī)的運(yùn)輸能力。由于在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中直升機(jī)發(fā)揮了重要作用，使直升機(jī)在軍事中得到了重視。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，直升機(jī)可以吊掛運(yùn)輸戰(zhàn)爭(zhēng)裝備、物資等；在受到災(zāi)害的地區(qū)吊掛運(yùn)輸大量的生活物資、救援裝備，大大提高了戰(zhàn)爭(zhēng)效率和災(zāi)區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭(zhēng)分奪秒，能比其他的運(yùn)輸工具更快捷，有效。當(dāng)今世界中，軍用直升機(jī)大概有 30000 余架，運(yùn)輸直升機(jī)大約占百分之四十，對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的格局有著重要的影響。在民用領(lǐng)域中，吊掛運(yùn)輸飛行可以用于吊裝大型設(shè)備、高壓線路施工中的引線等工程上的應(yīng)用。我國(guó)有廣闊的地域，復(fù)雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復(fù)雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機(jī)垂直起降，高機(jī)動(dòng)性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機(jī)吊掛運(yùn)輸作業(yè)的型號(hào)。

了戰(zhàn)爭(zhēng)效率和災(zāi)區(qū)的救援效率。在與生命的賽跑中爭(zhēng)分奪秒，能比其他的運(yùn)輸工具更快捷，有效。當(dāng)今世界中，軍用直升機(jī)大概有 30000 余架，運(yùn)輸直升機(jī)大約占百分之四十，對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的格局有著重要的影響。在民用領(lǐng)域中，吊掛運(yùn)輸飛行可以用于吊裝大型設(shè)備、高壓線路施工中的引線等工程上的應(yīng)用。我國(guó)有廣闊的地域，復(fù)雜多變的地形，有些地區(qū)的地形復(fù)雜、交通不便、氣候多變。因此，直升機(jī)垂直起降，高機(jī)動(dòng)性等能力將發(fā)揮很大的作用，而吊掛飛行更是其中重要的組成部分。下圖展示了部分可用于直升機(jī)吊掛運(yùn)輸作業(yè)的型號(hào)。圖 1.1CH-47D 型直升機(jī)吊掛飛行 圖 1.2UH-60L 型“黑鷹”直升機(jī)吊掛飛行

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]直升機(jī)吊掛及吊掛物拋放過程建模與分析[J]. 孫傳偉,羅根新.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)

碩士論文
[1]直升機(jī)飛行品質(zhì)設(shè)計(jì)方法研究[D]. 榮梟錄.南京航空航天大學(xué) 2007
[2]直升機(jī)吊掛飛行穩(wěn)定性分析[D]. 崔瑛.南京航空航天大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3217296