受油機飛行邊界數值認定仿真研究

段優 趙文碧 屈耀紅

摘要：受油包線范圍的確定對硬式空中加油的成功對接、安全加油具有重要意義。本文提出了一種不同干擾等級下受油機飛行邊界數值認定方法。首先，通過解算KC-135加油機的硬管包線給出受油機的加油可行范圍。其次，在分析受油機縱向及橫側向運動模型的基礎上，設計受油機多模態雙閉環控制系統，使受油機速度、姿態角、位置等狀態量能夠穩定保持。最后，通過對受油機各模態的數字仿真分析，探析不同干擾等級下的受油機飛行邊界范圍，并規定受油機飛行安全品質等級。結果表明，受油機在Ⅳ級干擾的環境下不再適合空中加油任務，這對空中加油試飛驗證具有很強的指導意義。

關鍵詞：硬式空中加油；受油包線；雙閉環控制；飛行邊界；飛行品質

中圖分類號：V590.35文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2022.04.010

基金項目：國家自然科學基金（61473229）；航空科學基金（20181353013）；西北工業大學博士論文創新基金

空中加油力量是現代化空軍有效擴展空中作戰范圍和作戰能力的重要手段[1-3]。硬式空中加油憑借其加油速度快、受油設備簡單[4]等優點占據了更廣闊的發展空間。硬式空中加油過程中需要加油機與受油機的超高精度編隊飛行，受油機的飛行包線[5]很大程度上影響空中加油安全性和成功概率。受油機飛行邊界的確定與加油伸縮桿運動范圍[6-7]、周圍環境復雜程度等因素有關。目前，業內空中加油在受油機的控制方法上有很深入的研究，但缺少針對受油機在加油過程中一套完整的飛行邊界數值認定體系。……