CN109250138A - 一种中型运输机牵引空投系统及空投参数确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空飞机设计领域对运输机空投方法的研究，具体涉及到一种中型运输机牵引空投系统机空投参数确定方法。目前空投主要依托直升机，但存在空投重量小、作战半径小等局限性。本发明提供一种中型运输机牵引空投系统机空投参数确定方法，依据货物在舱内和舱外全过程的运动特性、牵引伞拉直和张圆过程的张力特性和定力绳张力特性，通过建立牵引伞轨迹运动模型和机上机上地面试验，归纳出飞机牵引空投的流程和实施步骤，再依据试飞实际实施情况进行调整、完善，填补重装空投能力的短板，充分发挥运输机货物运送能力，提高运输机的经济性和执行任务效率，满足全军平时、战时所需物资运送需求。

Description

一种中型运输机牵引空投系统及空投参数确定方法
技术领域
本发明属于航空飞机设计领域对运输机空投方法的研究，具体涉及到一种中型运输机牵引空投系统机空投参数确定方法。
背景技术
中型运输机具有广泛的应用前景和社会需求，可运用于支持全军平时、战时作战行动和后勤保障供应工作以及和担负和平时期抢险救灾任务中的紧急救援物资运送等领域。
目前空投主要依托直升机，但存在空投重量小、作战半径小等局限性。根据用户对运输机的使用需求和拓展应用领域，需在中型四发螺旋桨运输机常规飞行运输剖面基础上，增加空中投放能力，尤其是对重装货物的空中投放能力和货物的空中连投能力，充分发挥运输机货物运送能力和提高货物运送效率。
发明内容
本发明提供一种中型运输机牵引空投系统机空投参数确定方法，填补重装空投能力的短板，充分发挥运输机货物运送能力，提高运输机的经济性和执行任务效率，满足全军平时、战时所需物资运送需求。
为了解决上述技术问题，本发明根据四发涡轮螺旋桨飞机的飞行特点，依据货物在舱内和舱外全过程的运动特性、牵引伞拉直和张圆过程的张力特性和定力绳张力特性，通过建立牵引伞轨迹运动模型和机上机上地面试验，归纳出飞机牵引空投的流程和实施步骤，再依据试飞实际实施情况进行调整、完善，得到一种可靠地、实用性强的中型运输机牵引空投的方法。
一种中型运输机牵引空投系统，该系统对于货物L通过以下方式安装在运输机上，货物L放置在具有飞机滚棒的货台上，货台在一端通过定力绳与机体连接，在另一端通过牵引绳与装有牵引伞的牵引伞包连接，牵引伞包与引导伞连接，根据货物L的重量选择具有不同拉断应力F0的定力绳。
所述货物L上安装有主伞包。
空投时，引导伞和牵引伞包被抛出，引导伞和牵引伞先后打开，随着牵引伞的牵引力逐渐增大，定力绳的张力F亦逐渐增大，直到定力绳的张力F大于拉断应力力F0时断开，货台离机。
一种利用上述中型运输机牵引空投系统进行空投的参数确定方法，该方法根据空投前、后飞机的重心以及飞机动态响应特性的变化情况，确定牵引伞的牵引力相对于货物L的重量的牵引比；根据货物L的重量以及牵引初始速度的要求，确定所述定力绳的拉断拉力F0。
通过选择不同尺寸的牵引伞6来调整牵引伞6的牵引力。
有益效果：与现有技术相比，本发明引入了定力绳储力装置，可最大限度的保障飞机牵引空投时的飞行安全，降低空投风险并可提高任务效率。通过建立牵引伞运动轨迹模型和并进行试飞验证，形成一套完整的、可靠地、使用性强的牵引空投方法，可以有力的指导前期的飞机设计以及后续飞行使用，具有广泛应用价值，适用于涡桨类中型运输机、喷气式大型运输机及相关平台飞机。
附图说明
图1是本发明中型运输机牵引空投方法流程图；
图2是定力绳处理松弛状态下F＝0的牵引状态图；
图3是定力绳处于张紧状态下F＜F0的牵引状态图；
图4是定力绳处于断开状态下F＞F0的牵引状态图；
图5是牵引空投时飞机重心变化曲线图；
图6是牵引空投时飞机动态特性模拟曲线；
图7是不同牵引比状态下货物离机轨迹。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
(一)建立牵引伞运动轨迹模型
如图2所示，首先需明确牵引伞6投放后到货物L开锁运动这一过程的变化状态，建立牵引伞6的运动轨迹模型。该模型中，货物L放置在具有飞机滚棒4的货台2上，货台2通过定力绳1与机体连接，货物L上安装有主伞包3，货台2通过牵引绳5与装有牵引伞6的牵引伞包7连接，牵引伞包7与引导伞8连接。
然后对牵引伞6随时间变化的运动状态进行计算，并根据计算数据拟合出牵引伞6随时间的运动轨迹曲线，实现了牵引伞6运动轨迹的可视化，并为后续确定牵引伞6投放位置控制以及飞机姿态调整提供了参考。
如图2所示，进行空投时，引导伞8和牵引伞包7被抛出，引导伞8和牵引伞6先后打开。随着牵引伞6逐渐张圆，牵引力逐渐增大，此时定力绳1的张力F亦逐渐增大。如图3所示，当定力绳1的张力F大于本身所能承受的力F0时，定力绳1断开，牵引货台2离机。本模型引入了定力绳储力装置，主要目的是在定力绳1被拉断的过程中，定力绳1中可存储较大的张力根据所投货物的重量和状态可设定不同拉断应力F0值。F0值越大，定力绳1中存储的张力越大。如图4所示，当定力绳1被拉断的瞬间F＞F0，定力绳1中已存储了较大的张力，此时牵引伞6可快速将货台牵引离机，减小飞机不利重心持续时间，最大限度的保障了飞机牵引空投时的飞行安全，并提高了任务效率。根据所设定的牵引比，货台2将按预定离机轨迹安全离机，货台2离机后，主伞打开，货物L投放到预定地点，完成牵引空投。
(二)确定飞机动力学响应特性飞机质心和操稳特性
对飞机的动力学响应特性进行分析，判断是否满足飞机使用要求。当飞机进行牵引空投时，货物L在货仓内移动，导致飞机质心位置、转动惯量以及绕质心的气动力矩都有显著的变化。因此必须确定空投前、后飞机的重心变化情况以及飞机动态响应特性。进行空投时，飞机的重心变化必须在规定的使用范围内，如图5所示。摸清飞机的动态响应特性，如图6所示，且必须符合相关使用标准，确保飞机空投时的飞行安全。
(三)确定牵引空投使用参数牵引比和储力值
对牵引比和储力值等使用参数进行分析，明确不同使用状态下对空投货物运动状态的影响。在不同储力值状态下，将牵引力与实际牵引伞提供的牵引力进行对比，并建立货物牵引空投运动轨迹模型，如图7所示。在进行空投时，根据实际使用需求，使用合适储力值拉断拉力F0的定力绳，并设置恰当的牵引比。

Claims (5)

1.一种中型运输机牵引空投系统，其特征在于：该系统对于货物L通过以下方式安装在运输机上，货物L放置在具有飞机滚棒(4)的货台(2)上，货台(2)在一端通过定力绳(1)与机体连接，在另一端通过牵引绳(5)与装有牵引伞6的牵引伞包(7)连接，牵引伞包(7)与引导伞(8)连接，根据货物L的重量选择具有不同拉断应力F0的定力绳(1)。
2.根据权利要求1所述的中型运输机牵引空投系统，其特征在于：所述货物L上安装有主伞包(3)。
3.根据权利要求1所述的中型运输机牵引空投系统，其特征在于：空投时，引导伞(8)和牵引伞包(7)被抛出，引导伞(8)和牵引伞(6)先后打开，随着牵引伞(6)的牵引力逐渐增大，定力绳(1)的张力F亦逐渐增大，直到定力绳(1)的张力F大于拉断应力力F0时断开，货台(2)离机。
4.一种利用权利要求1-3中任一项所述中型运输机牵引空投系统进行空投的参数确定方法，其特征在于：该方法根据空投前、后飞机的重心以及飞机动态响应特性的变化情况，确定牵引伞(6)的牵引力相对于货物L的重量的牵引比；根据货物L的重量以及牵引初始速度的要求，确定所述定力绳(1)的拉断拉力F0。
5.根据权利要求4所述的参数确定方法，其特征在于：通过选择不同尺寸的牵引伞(6)来调整牵引伞(6)的牵引力。
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