空中加油發(fā)展至今已成為一種確切的有效增大飛機(jī)航程、延長(zhǎng)飛機(jī)續(xù)航時(shí)間以及增加有效載荷的方法。硬式空中加油具有燃油傳輸快的優(yōu)勢(shì),但對(duì)輸油階段中的受油機(jī)飛行控制要求高。本文針對(duì)硬式空中加油過(guò)程中的受油機(jī)飛行控制問(wèn)題進(jìn)行了探索與研究。首先,通過(guò)分析硬式空中加油各階段的任務(wù)以及對(duì)受油機(jī)飛行控制系統(tǒng)的要求,得出在輸油階段需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是變質(zhì)量受油機(jī)動(dòng)力學(xué)建模與相對(duì)位置保持控制。在考慮到受油機(jī)燃油質(zhì)量變化的情況下,建立了受油機(jī)的六自由度非線性數(shù)學(xué)模型。其次,建立了受油機(jī)的油箱數(shù)學(xué)模型,給出了三種加油策略,并結(jié)合所建立的受油機(jī)非線性模型從受油機(jī)重心、慣性矩陣以及自然特性等三個(gè)方面研究分析了燃油傳輸對(duì)受油機(jī)運(yùn)動(dòng)的影響。分析表明在三種加油策略下燃油傳輸對(duì)受油機(jī)的縱向運(yùn)動(dòng)有較大的影響。再次,基于分層設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了受油機(jī)相對(duì)位置保持控制系統(tǒng)�；谧钥箶_控制技術(shù)設(shè)計(jì)了內(nèi)環(huán)控制器,將受油機(jī)的質(zhì)量變化所造成的影響視為系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng),利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)其在線估計(jì)并于控制律中進(jìn)行補(bǔ)償。考慮到模型的不確定性,采用雙冪次趨近律滑�？刂品椒ㄔO(shè)計(jì)受油機(jī)的外環(huán)控制器。通過(guò)李雅普諾夫函數(shù)證明了閉環(huán)系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定的。最后,在MA... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

KC-46A與F-16C硬式空中加油

硬式空中加油過(guò)程中的受油機(jī)飛行控制研究加油機(jī) KC-767 是客機(jī)衍生型加油機(jī)，由商用波音-767 改裝而成，可支持硬式和軟式兩種空中加油方式，目前已經(jīng)被日本和意大利選用。2011 年，美國(guó)空軍選用波音公司的修改版 KC-767AT，讓波音公司為其建造新一代加油機(jī) KC-46A，該型號(hào)加油機(jī)同樣支持硬式和軟式兩種加油方式。KC-46A 作為美軍的核心支持飛機(jī)，是基于商用波音-767 改裝而成的一種戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)和空中加油機(jī)。與 KC-767 加油機(jī)相比，KC-46A 加油機(jī)具有更大的最大載油量，更大的燃油傳輸率。2016年，波音公司與美國(guó)空軍對(duì) KC-46A 原型機(jī)進(jìn)行一系列的空中加油測(cè)試[7]，其中圖 1.1 給出了KC-46A 加油機(jī)與 F-16C 戰(zhàn)斗機(jī)的硬式空中加油測(cè)試場(chǎng)景。

圖 1.3 KC-135 與 F-16 硬式空中加油 圖 1.4 KC-130 與 F-18 軟式空中加油表 1.1 硬式與軟式空中加油系統(tǒng)的對(duì)比硬式空中加油系統(tǒng) 軟式空中加油系統(tǒng)對(duì)受油機(jī)而言，容易對(duì)接 對(duì)受油機(jī)而言，錐套捕獲困難可實(shí)現(xiàn)硬軟混合式空中加油 只能實(shí)現(xiàn)軟式空中加油可通過(guò)舵面控制伸縮管姿態(tài) 軟管-錐套對(duì)氣流擾動(dòng)很敏感同一時(shí)間只能給一架飛機(jī)加油無(wú)直升機(jī)加油功能加油裝置體積大，重量大，造價(jià)高可掛載多個(gè)加油吊艙，同時(shí)為多架飛機(jī)加油可采用低速錐套給直升機(jī)進(jìn)行加油加油吊艙體重輕，造價(jià)相對(duì)較低硬式空中加油系統(tǒng)的加油裝置體重龐大，但其燃油傳輸速率高，特別適合大型轟炸機(jī)、預(yù)警機(jī)的快速加油。單根伸縮管所能承受的最大燃油傳輸速率大約為 6000 lbs min(45.4 Kg s )，而單根軟管錐套所能承受的燃油傳輸速率范圍為 1500~2000 lbs min(11.3~15 Kg s )[13]。與大型轟炸機(jī)不同，戰(zhàn)斗機(jī)所能接受的燃油傳輸速率范圍為 1000~3000 lbs min(7.5~22.7 Kg s )[13]。因此，當(dāng)給戰(zhàn)斗機(jī)加油時(shí)硬式空中加油的主要優(yōu)勢(shì)，即加油速率快，將不再突出。但是如果給排

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3402615