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作者:张思宇;于发亭;卢金树;李岩军;
单位:浙江海洋大学船舶与海运学院;南京航空航天大学飞行器环境控制与生命保障工信部重点实验室;
摘要:翼伞作为可操纵柔性飞行器,具有气动性能好、质量轻、包装体积小等优点。本文引入柔性翼伞加装于船舶,通过系留翼伞滞空飞行、利用高空强劲风能作为船舶辅助动力。基于牛顿–欧拉定律,建立翼伞升空段、助航段纵向平面内的动力学模型,并采用四阶龙格-库塔方法开展升空和助航两过程的仿真计算。结果表明:在升空段,当系留绳伸长速度过慢时,伞绳拉力过大,当伸长速度过快时,翼伞难以顺利升空,因此,在升空过程存在系留绳安全伸长速度区间为1~2 m/s,在安全区间内,系留绳伸长速度越快,翼伞升空越快,轨迹越平缓,伞绳拉力和翼伞攻角越小;在助航段,滞空高度越高,翼伞面积和攻角越大时,翼伞助航效果越好,助航翼伞安全工作攻角范围远大于空投翼伞。
关键词:翼伞助航;;动力学;;风能;;绿色船舶
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52501406);; 浙江省自然科学基金(LQN25E090006);; 173重点基础研究项目;; 航天进入减速与着陆技术实验室开放基金(EDL19092408)