考虑热力耦合与质量变化的平流层飞艇运动建模

摘要

首次综合考虑热力耦合和质量变化的影响,建立了平流层软式飞艇的飞行运动模型.首先在分析大气环境影响和受力情况的基础上,建立了软式飞艇的变质量系统运动的基本模型;其次基于阀门排气效果和风机吸气效果分析,建立了飞艇的质量变化方程;然后详细讨论了飞艇表面蒙皮网格划分和单元温度计算方法,并建立了辐射、对流传热对内部气体热力学状态的影响模型;最后归纳出封闭的飞行控制耦合方程组.所得到的动态耦合方程组对动态特性分析、运动稳定性、不确定性和鲁棒控制策略的仿真研究有重要意义.