發(fā)布時間：2021-09-21 22:30

　　空中加油發(fā)展至今已成為一種確切的有效增大飛機航程、延長飛機續(xù)航時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,但對輸油階段中的受油機飛行控制要求高。本文針對硬式空中加油過程中的受油機飛行控制問題進行了探索與研究。首先,通過分析硬式空中加油各階段的任務(wù)以及對受油機飛行控制系統(tǒng)的要求,得出在輸油階段需要解決的關(guān)鍵問題是變質(zhì)量受油機動力學(xué)建模與相對位置保持控制。在考慮到受油機燃油質(zhì)量變化的情況下,建立了受油機的六自由度非線性數(shù)學(xué)模型。其次,建立了受油機的油箱數(shù)學(xué)模型,給出了三種加油策略,并結(jié)合所建立的受油機非線性模型從受油機重心、慣性矩陣以及自然特性等三個方面研究分析了燃油傳輸對受油機運動的影響。分析表明在三種加油策略下燃油傳輸對受油機的縱向運動有較大的影響。再次,基于分層設(shè)計思想設(shè)計了受油機相對位置保持控制系統(tǒng)�；谧钥箶_控制技術(shù)設(shè)計了內(nèi)環(huán)控制器,將受油機的質(zhì)量變化所造成的影響視為系統(tǒng)內(nèi)部擾動,利用擴張狀態(tài)觀測器對其在線估計并于控制律中進行補償�？紤]到模型的不確定性,采用雙冪次趨近律滑�？刂品椒ㄔO(shè)計受油機的外環(huán)控制器。通過李雅普諾夫函數(shù)證明了閉環(huán)系統(tǒng)是漸進穩(wěn)定的。最后,在MA... 

【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)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

KC-46A與F-16C硬式空中加油

硬式空中加油過程中的受油機飛行控制研究加油機 KC-767 是客機衍生型加油機，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 KC-46A，該型號加油機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，是基于商用波音-767 改裝而成的一種戰(zhàn)略運輸機和空中加油機。與 KC-767 加油機相比，KC-46A 加油機具有更大的最大載油量，更大的燃油傳輸率。2016年，波音公司與美國空軍對 KC-46A 原型機進行一系列的空中加油測試[7]，其中圖 1.1 給出了KC-46A 加油機與 F-16C 戰(zhàn)斗機的硬式空中加油測試場景。

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)的對比硬式空中加油系統(tǒng) 軟式空中加油系統(tǒng)對受油機而言，容易對接 對受油機而言，錐套捕獲困難可實現(xiàn)硬軟混合式空中加油 只能實現(xiàn)軟式空中加油可通過舵面控制伸縮管姿態(tài) 軟管-錐套對氣流擾動很敏感同一時間只能給一架飛機加油無直升機加油功能加油裝置體積大，重量大，造價高可掛載多個加油吊艙，同時為多架飛機加油可采用低速錐套給直升機進行加油加油吊艙體重輕，造價相對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、預(yù)警機的快速加油。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]。與大型轟炸機不同，戰(zhàn)斗機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)斗機加油時硬式空中加油的主要優(yōu)勢，即加油速率快，將不再突出。但是如果給排

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3402615