运输机牵引式空投规划起始点控制优化研究.pdf

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1、第32卷第08期计算机仿真2015年08月文章编号：1006—9348(2015)08～0126—05运输机牵引式空投规划起始点控制优化研究马明杰，杨任农，饶卫平，黄震宇(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：针对运输机空投规划技术水平落后，科学计算不足，不能准确对运输机空投起始点迸行控翩这一问题，提出最佳空投起始点的计算方法，以运输机空投原理和需求为基础，对空投物资的投送轨迹进行建模，深入分析了影响该轨迹的内外部因素，包括降落伞弹道运动学原理、气象风、物资质量、空速、高度等，并对其进行仿真验证，得出有效规翅

2、f结果。最后对各变量进行分析对比，得出各变量之间的变化关系。通过计算可确定对运输机空投规划的起始点进行计算确定，为机组人员进行空投任务规划提供有力技术支撑。关键词：空投规划；牵引式；降落伞动力学模型；空投轨迹；空投起始点中围分类号：TP391．9文献标识码：BOptimizationofStartPointControlforTransportAircraftAirdropPlanningwithExtractionParachuteMAMing-jie，YANGRen—nong，RAOWei—ping，HUANGZhen—yu

3、(AeronauticsandAstronauticsEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xi'anShanxi710038，China)ABSTRACT：ThepaperputforwardacalculationmethodofbestStartPoint．Basedonthetheoryandrequirementoftransportaircraftairdrop，atrajectorymodelofairdropmaterialswasestablish

4、edwhichconsidersmanyinternalandexternalfactors，includingtheprincipleofparachutetrajectorykinematics，weatherwind，qualityofmaterials，air-speed，heightand80on．Meanwhile，theprocessoftheparachutedroppingwassimulatedandverified，andeffectiveresultswereobtained．Finally，thevar

5、iableswerecomparativelyanalysedandthechangerelationshipbetweenthevariableswasacquired．ThebeststartpointoftransportaircraftairdropplanningCanbedeterminedbycalculation，whichprovidespowerfultechnologysupportfortheairerewofairdropplanning．KEY'WORDS：Airdropplanning；Trail—

6、type；Parachutedynamicsmodel；Airdroptrajectory；Startpointofairdropl引言运输机作为现代战争中最关键的运输和投送兵力物资的装备，其空投技术却制约其性能的最优实施。随着我国大型运输机的研制和发展。涌现出大批运输机空投研究者，包括对重装空投中对飞机性能及动力学的研究¨。J，同时也对空投系统建立了多种模型【4“J。但是考虑了气象风的随机性，在开伞过程中降落伞在很短时间内充气打开，伞衣结构变化巨大，伞衣内外的空气流动状况非常复杂，因此空投系统中降落伞的动力学分析是一个复杂的过

7、程川。文献[8—9]只在无风条件下对物伞系统进行建模和受力分析，未考虑开伞充气阶段对物伞系统的影响。本文从空投规划的角度出发，对空投系统进行建模，分收稿日期：2014—12—16修回日期：2015一01—29---——126．--——析降落伞性能模型并考虑降落伞的开伞及附加质量等因素，结合空投场数据、气象数据，将空投过程分为四个阶段，对每个阶段进行受力分析，解算出以牵引空投方式投放的物伞运动轨迹，进而反推出精确空投起始点位置和时机。最后用MATLAB进行仿真验证，得出有效规划结果，并分析比较了各变量之间的关系和影响。为机组人员进

8、行空投任务规划提供有力技术支撑。2空投规划系统理论分析与建模2．1空投规划理论分析运输机的任务规划主要包括运输机的装卸载规划、起降规划、运力规划、空投规划和加油规划。各规划模块侧重点不同，对应过程也不同，运输机的空投规划从初始减速点开始，到退出点结束，中间依次经