Estudio Experimental en Túnel de Viento sobre las Características de Acoplamiento Dinámico del Sistema de Manguera de Reabastecimiento Flexible-Drogue
Autores: Wang, Yinzhu; Huang, Jiangtao; Chen, Qisheng; Shan, Enguang; Guo, Yufeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Fuerzas aerodinámicas
Conjunto de draga de manguera
Tecnología de prueba en túnel de viento
Características dinámicas
Dinámica de múltiples cuerpos
Deformación del modelo de videogrametría
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Durante el proceso de reabastecimiento aéreo flexible, la estructura flexible del conjunto de manguera y drogue se ve afectada por interferencias internas y externas, como maniobras de acoplamiento, deformación de la manguera, cambios de actitud y vibraciones del cuerpo, lo que provoca que la manguera oscile y el fenómeno de latigazo, lo que limita en gran medida la tasa de éxito y la seguridad de las operaciones de reabastecimiento aéreo. Basado en un túnel de viento transónico de 2.4 m, se estableció la tecnología de prueba en túnel de viento de alta velocidad de un sistema de manguera-drogue para reabastecimiento aéreo flexible para llevar a cabo investigaciones experimentales sobre las características de acoplamiento de la aerodinámica y la dinámica de múltiples cuerpos. Con la ayuda de la Videogrametría de Deformación del Modelo (VMD), fotografía de alta velocidad, equilibrio dinámico y otras tecnologías de prueba en túnel de viento, se obtienen las características dinámicas del sistema de manguera-drogue en un flujo de aire de alta velocidad y durante el acercamiento del receptor. Adoptando la dinámica de múltiples cuerpos flexible, se modela un sistema dinámico del tanque, manguera, drogue y receptor. El modelo de cable/viga se basa en un método de Lagrange-Euler arbitrario, y se utiliza el método de coordenadas absolutas de nodos para describir la deformación, el movimiento y la variación de longitud en la manguera durante el enrollado y desenrollado. Las fuerzas aerodinámicas del tanque, receptor, manguera y drogue se modelan, reflejando la influencia de acoplamiento del movimiento del tanque y el receptor, la deformación de la manguera y el drogue, y las fuerzas aerodinámicas entre sí. Las pruebas muestran que durante el acercamiento del receptor (distancia de 1000 mm a 20 mm), la cantidad de hundimiento del drogue aumenta en 31 mm; debido al desplazamiento de la sonda del receptor, el drogue se mueve lateralmente desde el plano simétrico del receptor. Mientras tanto, la magnitud de oscilación del drogue aumenta (de 33 a 48 y de 48 a 80 en las direcciones de envergadura y longitudinal, respectivamente). Los resultados de la simulación muestran que la fuerza de corte inducida por la oscilación de la manguera y la velocidad de propagación de las ondas longitudinales y de corte se ven afectadas por la rigidez de la manguera y el número de Mach. Los resultados presentados en este trabajo pueden ser de gran referencia para aumentar aún más la seguridad del reabastecimiento aéreo.
Descripción
Durante el proceso de reabastecimiento aéreo flexible, la estructura flexible del conjunto de manguera y drogue se ve afectada por interferencias internas y externas, como maniobras de acoplamiento, deformación de la manguera, cambios de actitud y vibraciones del cuerpo, lo que provoca que la manguera oscile y el fenómeno de latigazo, lo que limita en gran medida la tasa de éxito y la seguridad de las operaciones de reabastecimiento aéreo. Basado en un túnel de viento transónico de 2.4 m, se estableció la tecnología de prueba en túnel de viento de alta velocidad de un sistema de manguera-drogue para reabastecimiento aéreo flexible para llevar a cabo investigaciones experimentales sobre las características de acoplamiento de la aerodinámica y la dinámica de múltiples cuerpos. Con la ayuda de la Videogrametría de Deformación del Modelo (VMD), fotografía de alta velocidad, equilibrio dinámico y otras tecnologías de prueba en túnel de viento, se obtienen las características dinámicas del sistema de manguera-drogue en un flujo de aire de alta velocidad y durante el acercamiento del receptor. Adoptando la dinámica de múltiples cuerpos flexible, se modela un sistema dinámico del tanque, manguera, drogue y receptor. El modelo de cable/viga se basa en un método de Lagrange-Euler arbitrario, y se utiliza el método de coordenadas absolutas de nodos para describir la deformación, el movimiento y la variación de longitud en la manguera durante el enrollado y desenrollado. Las fuerzas aerodinámicas del tanque, receptor, manguera y drogue se modelan, reflejando la influencia de acoplamiento del movimiento del tanque y el receptor, la deformación de la manguera y el drogue, y las fuerzas aerodinámicas entre sí. Las pruebas muestran que durante el acercamiento del receptor (distancia de 1000 mm a 20 mm), la cantidad de hundimiento del drogue aumenta en 31 mm; debido al desplazamiento de la sonda del receptor, el drogue se mueve lateralmente desde el plano simétrico del receptor. Mientras tanto, la magnitud de oscilación del drogue aumenta (de 33 a 48 y de 48 a 80 en las direcciones de envergadura y longitudinal, respectivamente). Los resultados de la simulación muestran que la fuerza de corte inducida por la oscilación de la manguera y la velocidad de propagación de las ondas longitudinales y de corte se ven afectadas por la rigidez de la manguera y el número de Mach. Los resultados presentados en este trabajo pueden ser de gran referencia para aumentar aún más la seguridad del reabastecimiento aéreo.