飞艇续航时间论证方法研究

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1、第４３卷第６期航空计算技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３飞艇续航时间论证方法研究姜琬（中国特种飞行器研究所战略技术研究室，湖北荆门４４８０３５）摘要：由于飞艇续航时间受飞行速度、重力浮力配平方式、载油量变化、风场条件等多种因素的影响，飞机续航时间计算方法并不适用于飞艇，因此提出了一种新的基于试验设计和统计分析方法的飞艇续航时间论证方法。分析了工作高度的风场速度分布规律，分别给出完全靠发动机推力矢量平衡和完全靠动升力平衡两种不同情况下飞艇续航时间计算方法，以某大型对流层飞艇为研究对

2、象，计算了初始方案在不同平均巡航速度、配平重量和配平方式下的平均燃油消耗率和最大续航时间，对经过减阻、减重、减少耗油率等技术改进后优化方案能达到的续航时间和概率进行了分析和论证。研究表明，某飞艇初始方案在使用区域风场条件下基本能满足留空时间７２ｈ的指标要求，经技术改进后，指标仍有较大的提升的空间。方法考虑了飞艇续航时间的多种影响因素、取值变化和交互影响，比较适宜在飞艇这类涉及重浮力配平和任务耗油率变化的浮空器上使用。关键词：飞艇；续航时间；试验设计；统计分析中图分类号：Ｖ２７４；Ｏ２１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘００２２桘０４S

3、tudyofAirborneEnduranceAnalyzingMethodofTetheredAerostatＪＩＡＮＧＷａｎ（ChinaSpecialVehicleResearchInstitute，AVIC，Jingmen４４８０３５，China）Abstract：Ｔｈｅｃｒｕｉｓｅｄｕｒａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆａｉｒｃｒａｆｔｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｉｒｓｈｉｐｂｅｃａｕｓｅａｉｒｓｈｉｐ′ｓｅｎｄｕｒａｎｃｅｉｎｆｌｉｇｈｔｉｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｂａｌａｎｃ

4、ｅｏｆｗｅｉｇｈｔａｎｄｂｕｏｙａｎｃｙ，ｃｈａｎｇｅｏｆｆｕｅｌｌｏａｄａｎｄｗｉｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅａｎｅｗｅｎｄｕｒａｎｃｅａｎａｌｙｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｉｒ-ｓｈｉｐｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｍｅａｎｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｔｗｏｒｋｉｎｇａｌｔｉｔｕｄｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｉｒｓｈｉｐｅｎｄｕｒａｎｃｅｃａ

5、ｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｇｉｖｅｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒｃｏｕｎｔｅｒｂａｌ-ａｎｃｅａｎｄａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｌｉｆｔｃｏｕｎｔｅｒｂａｌａｎｃｅ．Ａｆｔｅｒｔｈａｔ，ｔａｋｉｎｇａｌａｒｇｅｔｒｏｐｏｓｐｈｅｒｅａｉｒｓｈｉｐａｓｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｆｕｅｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｍａｘｉｍｕｍｅｎｄｕｒａｎｃｅｏｆｉｔｓｐｒｉｍａｒｙｓｃｈｅｍｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｖｅｒａｇｅｃｒｕｉｓｅｖｅｌ

6、ｏｃｉｔｙ，ｔｒｉｍｗｅｉｇｈｔａｎｄｍｅａｎｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｅｎｄｕｒａｎｃｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｏｐｔｉ-ｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅａｆｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｗｉｔｈｄｒａｇ，ｗｅｉｇｈｔａｎｄｆｕｅｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇａｒｅａｎａ-ｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅａｉｒｓｈｉｐｃａｎｂａｓｉｃａｌｌｙｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆ７２ｈａｉｒ

7、ｂｏｒｎｅｅｎｄｕｒａｎｃｅｉｎｄｅｘｗｉｔｈｔｈｅｇｉｖｅｎｗｉｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｉｎｄｅｘｃａｎｂｅｆｕｒｔｈｅｒｐｒｏｌｏｎｇｅｄａｆｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔａｋｅｓｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｍｕｌｔｉｆａｒｉ-ｏｕｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆａｉｒｓｈｉｐｅｎｄｕｒａｎｃｅ，ｃｈａｎｇｅｏｆｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒｖａｌｕｅｓａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｆａｃ-ｔｏｒｓ，ａｎｄｉｓｐｒｏｐｉｔｉｏｕｓｔｏｂｅｕｓｅｄｉｎｔ

8、ｈｅｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔｌｉｋｅａｉ