直升机吊挂飞行稳定性与操纵性分析

摘要

建立直升机吊挂飞行的直升机/吊挂物/吊索耦合飞行动力学模型。首先建立了根据风洞实验结果确定的吊挂物气动力模型，并计入了旋翼尾流对吊挂物气动载荷的贡献，吊索采用柔索模型，并建立了吊挂物刚体运动模型；其中直升机基本飞行动力学模型，包括挥、摆耦合的旋翼桨叶挥舞、摆振模型和弹性扭转模型，采用动态入流理论的旋翼尾迹模型，还有直升机六自由度运动模型。
　　 对建立的飞行动力学模型进行配平，比较了无吊挂配平操纵量与实验结果和吊挂飞行配平计算结果，计算结果和飞行实验结果吻合的较好，同时吊挂飞行计算结果也和理论预测相一致；分析了吊挂物对直升机平衡稳定性的影响以及直升机飞行速度、吊挂物质量、直升机吊点位置、直升机重心位置及协调转弯速度等对稳定性的影响，同时检查了吊挂物振荡频率与旋翼模态频率的匹配关系；在频域里进行了吊挂飞行的操纵响应计算结果和飞行实验结果的对比，结果合理，分析了吊挂物质量、飞行速度及纵向吊点位置等对直升机横向操纵响应的带宽和延迟时间的影响。