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空中加油中时变惯性飞机的建模和仿真
摘要 本文研究了在综合仿真环境中具有时变质量和惯性特性的受油机的动态建模与仿真应用，该环境包括另外两个重要因素，即具有变长度特性的软管-锥套组件动态模型和加油机尾涡引起的风效应。通过扩展 Lewis 等人推导的固定重量飞机的运动方程，推导出一组新的空中加油受油机运动方程。这些方程包括由于燃油转移和发动机燃油消耗引起的时变质量和惯性特性，并且油箱为矩形而非质点。它们是根据受油机相对于惯性参考系的平移和旋转位置和速度推导出来的。在初始受油机质量条件下，基于一组线性化方程设计了一个线性二次调节器 (LQR) 控制器。在集成仿真环境中实现了带有 LQR 控制器的接收机运动方程，用于在仿真中实现接收机的自主接近和定点保持。� 2016 中国航空学会。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
预测客机空中加油的认证基础
仅当受油机或加油机未根据 CS 25.1419 防冰 (2) 结冰时，AAR 操作才会获得认证。在通过冰探测器和/或目视检查检测到结冰之前，允许进行 AAR。主要关注的是结冰冰块脱落及其撞击飞机的风险。飞行测试将确定首次检测到时结冰的程度。一旦知道了冰块的重量，就可以证明任何脱落冰块的轨迹和随后的撞击对机身和发动机都不是至关重要的。离开结冰条件后，必须尽快恢复 AAR 能力。参考文献 5 认为最坏的结冰条件是在 15,000 英尺高度和 -10°C，这是典型的等待航线，但是结冰条件可能存在于典型的最大运行上限 40,000 英尺。雷暴中的上升气流支持大量具有相对较大液滴的液态水。透明结冰可能发生在冰点以上的任何高度。在高海拔地区，较小水滴的结冰可能是雾凇或雾凇与透明结冰的混合。大量过冷大水滴使得透明结冰在 0°C 至 –15°C 之间积聚得非常快。因此，雷暴结冰可能非常危险。
空中自动化建模与仿真
本文介绍了 DLR 目前为支持空中加油自动化研究活动而开展的建模和仿真活动。在空中加油机动过程中，加油机和受油机需要飞得很近，这会导致它们之间产生非常显著的气动相互作用。两架飞机也会影响探头和锥套的运动，这也需要进行建模。本文概述了开发的模型和仿真基础设施、它们的主要功能以及生成支持此建模的数据所需的工作。与许多其他具有类似建模需求的工作不同，RANS CFD 计算比更简单的技术更适合用于对加油机、接收器、软管和锥套之间的气动相互作用进行建模。实时动态模型基于两个完整的飞机动态模型。一整套模拟程序（包括现代客机飞行控制系统的所有复杂性）用于每架飞机。耦合的模拟程序部署在 DLR AVES 模拟器中。为此，需要对 AVES 核心程序及其配置进行许多修改，以将其扩展为能够模拟两架飞机的编队：文中从功能的角度提到了其中一些修改，但没有过多地深入 AVES 特定的实施细节。