● 摘要
运输机进行空投作业是一个复杂的多体运动过程，主要表现在货物在舱内的运动阶段。随着现代空投技术的发展，双列式空投的出现使得空投变成一个涉及纵、横向耦合的复杂运动。仿真技术已广泛的应用于飞行力学问题及飞行试验研究中。本文主要对空投中运输机与货物的耦合运动进行动力学建模，并通过数值仿真及实时仿真对运输机的响应与操纵进行研究。首先，对空投过程进行飞行动力学建模。选取货物和全机作为运动实体，对质量微元应用牛顿力学基本原理，得到形式统一的矢量力学方程。补充运动方程，使之满足封闭性要求，从而建立模型。将模型投影到体轴系下，得到标量形式的全量模型，便于进行数值仿真。其次，用模型进行数值仿真分析空投特性。分别选择单列式空投与双列式空投的算例进行仿真，验证模型的正确性，并归纳出关于空投响应的一般规律；再将影响空投的因素进行分类，分别进行仿真分析，得出一些定性的结论；加速度假设模型仿真结果对比显示，本文模型能反映货物与运输机在空投过程中的耦合运动，更贴近实际。最后，进行驾驶员在环的实时仿真。基于现有飞行模拟器，编写适用于飞行模拟器的实时仿真程序，建成空投实时仿真平台；对空投过程中的控制律进行仿真比较，选择俯仰角跟踪进行在环实时仿真操纵；仿真证明，该实时仿真平台可以用作进行空投培训的飞行模拟器。