拖缆张力计算及断缆飞行速度的确定

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1、第46卷第2期2016年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．46No．2M盯．2016拖缆张力计算及断缆飞行速度的确定吕超(中国人民解放军92419部队，辽宁兴城125106)摘要：拖靶作为空靶系统的重要一环，在拖航过程中拖缆所受张力必须限定在允许值内。根据稳定拖航状态下拖靶和拖缆的受力状态分析，给出了拖缆张力、倾角与拖航速度、高度以及拖缆参数等量的关系式。运用公式计算得出了拖靶拖缆的张力值和曲线。依据张力一速度曲线与拖缆的抗拉强度确定了不同情况下致断拖缆的临界飞行速度。关键词：拖缆；张力计算；断缆；飞行速

2、度中图分类号：0242文献标识码：A文章编号：1671-654X(2016)02-0080-04CalculationofTowlineTensionandIdentificationofFaultlineFlightSpeedLVChao(92419UnitoftheP以，Xingcheng125106，China)Abstract：First，thepaperanaly’zesthestressconditionsoftowtargetandtowlineunderthestabletowingstateandgetstheequivalencere

3、lationamongtowlinetension，dipangles，towingspeed，height，towingpa-rameters．Next，theequationisemployedtoobtainthetensionvalueandcurveoftowtargetandtowline．Andthenthepapertriestoidentifythedifferentcriticalspeedswhentheaircraftbreaksawayfromthetowlineunderdifferentconditionsonabasiso

4、fsomefactorsliketension，velocitycurveandcompressivestrength．Itturnsoutthatthecalculatedvalueagreeswiththemeasuredvalue，whichindictatesthatthetestedmethodofcalculatingthetowlinetensionhaspracticalvalue．Keywords：towlines；tensioncalculation；disconnectthecable；flightspeed引言拖靶作为空靶系统的重

5、要一环，在拖航过程中拖缆所受张力必须限定在允许值内。拖缆所受张力和拖航速度、拖缆长度以及拖靶、拖缆参数等因素有关，其中与拖航飞行速度关系尤为重要。在这些因素的作用下，决定了拖缆上各点的张力分布，同时决定了各点相对于来流方向的倾角，即决定了拖缆的弯曲形状。因此，研究拖缆的张力问题，应从拖缆和任意拖缆微元的受力状态分析人手，推导拖靶张力和有关参数量的关系，以拖靶在拖缆末端所形成的张力值为边界条件，进行拖缆上任一点张力的计算。由于在母机牵引点处拖缆所受张力最大，所以计算这一点的张力值具有更加重要的实际意义。另外，从供靶安全，尤其是从确保母机的人、机安全角度考虑

6、，一旦在空中出现了放、收靶操作故障，而且专门用于此情况的断缆抛靶装置也失灵的紧急情况下，则要求空勤人员自行采取断缆抛靶措施，以避免拖曳着拖靶着陆的险情发生。这时简单而有效的做法就是让母机增速，以使拖缆张力增大，直至超过其允许值，从而达到断缆抛靶的目的。因此确定致断拖缆的临界飞行速度也颇具实际意义。很显然，无论是拖缆张力计算还是拖缆飞行速度的确定，都是供靶飞行试验时实施安全供靶所应解决的重要实际问题。1拖靶受力状态分析假设拖靶在稳定拖航过程中，只在纵向飞行平面内运动，而忽略其微小的左右摆动。拖缆末端的拖带接头与拖靶铰连点0即为拖缆对靶的牵引点，以此为原点取

7、速度坐标系，拖靶的受力图如图1所示。图1拖靶受力图根据受力图可得方程‘11如下：收稿日期：2015—08—27修订日期：2016—03一lO作者简介：吕超(1983一)，男，吉林敦化人，工程师，硕士，主要研究方向为无人机总体设计与论证。2016年3月吕超：拖缆张力计算及断缆飞行速度的确定m面dv=死。s(妒+a)一D—Gsiny(1)my老=扎in(妒+a)+￡一Gcosy(2)‘警州+rRcos妒(3)y=0一a(4)式中，T为拖缆张力；￡为升力，垂直于飞行速度V，向上为正；D为阻力，平行于飞行速度V，向后为正；M为俯仰力矩。抬头为正。另外考虑到拖靶主

8、要作为低空掠海飞行目标，其航迹角y变化较小，因此可认为公式siny=0及COSy