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龙图腾网获悉中国人民解放军海军航空大学申请的专利一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121351515B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511902575.7，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法及系统是由陈洁;潘长鹏;王宏伦;寇昆湖;于群;钱峰;王延祥;李超博;刘登攀;周洪光设计研发完成，并于2025-12-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法及系统在说明书摘要公布了：本申请提供一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法及系统，属于空中加油软管建模技术领域，所述方法：为软管锥套组合体建立基于连杆铰链结构的变长度多体动力学模型；基于所述模型，推导运动学方程，计算各铰链节点在惯性系下的位置、速度和加速度；基于所述模型进行受力分析，推导动力学方程，计算各铰链节点所受的外力；基于运动学方程和动力学方程，建立多刚体关联代数方程组并进行求解，得到连杆间的拉力；基于所述模型、运动学方程和动力学方程进行仿真，分析在气流扰动与不同飞行条件的加油机运动下软管锥套组合体的动力学特性。本申请通过精细建模与仿真，提升空中加油的对接效率与稳定性。

本发明授权一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种软式加油设备的多体动力学建模与仿真方法，其特征在于，包括如下步骤： S1.为软管锥套组合体建立基于节点质心等效的串联连杆铰链结构的变长度多体动力学模型；步骤S1具体步骤如下： S11.以地面坐标系为惯性坐标系，以与加油机航迹坐标系平行的拖拽坐标系作为建模与计算的参考坐标系； S12.基于拖拽坐标系，将软管离散化为N段等长度的圆柱形刚性连杆，且各段圆柱形刚性连杆间通过无摩擦的球形铰链节点首尾串联连接； S13.将圆柱形刚性连杆的质量集中等效于两端的铰链节点处，具体为第k个铰链节点的质量满足： 其中，圆柱形刚性连杆的数量为固定值N； S14.通过协同调整所有圆柱形刚性连杆的长度来实现软管总长度的收放变化，各铰链节点的质量根据相邻连杆更新后的长度进行动态计算； S2.基于所述变长度多体动力学模型，推导运动学方程，计算各铰链节点在惯性坐标系下的位置、速度和加速度；步骤S2具体步骤如下： S21.以拖拽坐标系为参考坐标系，定义第k个铰链节点的位置矢量通过第k-1个铰链节点的位置矢量以及第k个铰链节点与第k-1个铰链节点之间的距离矢量进行递推表示： 其中，距离矢量在拖拽坐标系中由单根圆柱形刚性连杆的长度和连杆相对于拖拽坐标系的两个姿态偏角表示为： 其中，表示第k段圆柱形刚性连杆的长度；是第k段圆柱形刚性连杆相对于拖拽坐标系的平面的偏角；是第k段圆柱形刚性连杆相对于拖拽坐标系的平面的偏角； S22.对位置矢量求一阶导数，得到第k个铰链节点在拖拽坐标系下的运动速度： 其中，为距离矢量的一阶导数； 基于拖拽坐标系相对于惯性坐标系的牵连运动，距离矢量的一阶导数展开式为： 其中，、分别是偏角、的时间变化率；是第k段圆柱形刚性连杆的收放速度；是拖拽坐标系相对于惯性坐标系的牵连角速度；是拖拽坐标系相对于惯性坐标系的牵连线速度；、、分别表示距离矢量相对于偏角、偏角以及第k段圆柱形刚性连杆的长度的偏导数； S23.对位置矢量求二阶导数，得到铰链节点在拖拽坐标系下的运动加速度； 其中，为距离矢量的二阶导数，具体展开形式如下： 其中，,分别是偏角、的二阶时间变化率；是第k段圆柱形刚性连杆的收放速度；、、分别是拖拽坐标系相对于惯性坐标系的牵连角加速度、线加速度、哥氏加速度项；、、分别表示距离矢量相对于偏角、偏角以及第k段圆柱形刚性连杆的长度的偏导数；、、分别是距离矢量相对于偏角、偏角以及第k段圆柱形刚性连杆的长度的二阶偏导数； S24.基于铰链节点加速度表达式，通过简化处理并引入多体几何约束，建立描述圆柱形刚性连杆姿态的二阶动态方程，结合运动学递推关系构建软管锥套组合体的整体动力学模型； S3.基于所述变长度多体动力学模型进行受力分析，推导动力学方程，计算各铰链节点所受的外力；所述外力至少包括弯曲的恢复力、重力以及气动力； S4.基于所述运动学方程和动力学方程，建立关于连杆间拉力的多刚体关联代数方程组并进行求解，得到连杆间的拉力； S5.基于所述变长度多体动力学模型、运动学方程和动力学方程进行仿真，分析在气流扰动与不同飞行条件的加油机运动下软管锥套组合体的动力学特性。

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