第2章 加油伸缩管结构分析

硬式空中加油系统由加油机、加油伸缩管与受油机组成，加油机与受油机的结构特性与一般飞机的结构特性相似，本章对加油机与受油机的结构特性不进行研究，而主要研究加油伸缩管的结构特性。加油伸缩管由万向节 （包含滚转轴和俯仰轴）、加油外管、U型翼 （包括方向舵和升降舵）、加油内管以及加油球头组成。加油伸缩管通过万向节悬挂在加油机机腹下方，未进行加油时，加油伸缩管收起，锁定在加油机尾部。执行加油任务时，加油伸缩管被放下，可相对加油机发生滚转、俯仰和伸缩运动，实现加油伸缩管的姿态变化，进而与受油机完成对准、对接过程。对加油伸缩管不同状态下的结构特性进行研究，获得加油伸缩管的频率特性以及气动参数，可为后续加油伸缩管的建模及控制提供一定的基础。

对于加油伸缩管气动参数的获得，工程实际中往往采用风洞试验来获取数据，对伸缩管进行气动分析，然而由于风洞试验成本高昂，反复多次的风洞试验显然难以实现。随着科学技术的进步，利用仿真软件在计算机上进行仿真试验来模拟实际的工程系统运行情况，进而对系统进行分析设计，已经成为当今国内外学者的主流。

本章利用翼型绘制软件PROFILI与三维建模软件CATIA完成加油伸缩管的三维模型建立，并在有限元分析软件ANSYS中分别进行加油伸缩管的模态分析与气动参数求解。