支柱式沉浸水橇降载性能相关影响因素

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1、2016年2月北京航空航天大学学报February2016第42卷第2期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．42No．2http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2015．0079支柱式沉浸水橇降载性能相关影响因素高霄鹏1，孙培成2一，董祖舜1，吴彬3，魏可可1(1．海军T程大学舰船T程系，武汉430033；2．92823部队，三亚572000；3．中国特种飞行器研究所，荆门448035)摘要：支柱式沉

2、浸水橇可降低水陆两栖飞机着水运动中的冲击载荷，其降载效果与水陆两栖飞机的运动参数有关。利用一般耦合算法对水陆两栖飞机着水运动进行仿真，并将结果与相关试验值比对以验证仿真方法的有效性。采用此方法研究了水橇着水角、飞机着水水平速度与飞机着水垂向速度对支柱式沉浸水橇降载性能的影响。结果表明：水橇着水角、飞机着水水平速度与飞机着水垂向速度对水橇降载性能影响显著，合理地控制水橇的着水角与速度，可获得良好的降载效果。关键词：水陆两栖飞机；降载性能；水橇；着水速度；数值仿真中图分类号：V221+．3文献标识码：A文章编号：1001—5965(2016)02-0236-07水陆两栖飞机是一

3、种可以在陆地和水面起降的水上飞机，目前其正朝大型化和高速化方向发展，这便对飞机的抗冲击能力提出了很高的要求。国外在解决水陆两栖飞机抗水冲击问题上主要采用安装水橇装置的方法，国外的研究表明¨。3J，水橇具有很好的缓冲效果，并且有利于保持飞机着水后的运动稳定性，而国内在水橇技术方面起步晚，存在较多空白，本文在此背景下进行相关参数对水橇降载性能的影响研究，旨在为国内水橇技术研究提供一定的参考。国外在水橇技术研究问题上主要采用了试验研究的方法H。71，目前计算机技术高速发展，数值仿真计算因其成本低、耗时短和计算精度高等优势而逐渐受到重视，国内外很多学者在飞机入水问题上进行了数值仿真

4、计算。Melis旧。采用LS-DYNA软件中的ALE耦合算法，对火箭助推器尾裙落水过程进行了数值仿真。贺谦等’91由LS．DYNA软件分析了飞机速度和着水角度对机身结构的影响规律。刘静¨0‘基于LS．DYNA软件，建立地效翼船有限元模型，对其着水过程进行模拟，得到地效翼船着水时的受力特性。刘翔⋯1用LS．DYNA软件中的ALE耦合算法模拟了A320飞机的水上迫降，着重分析了其迫降性能随降落条件的变化情况。罗琳胤等¨21基于LS．DYNA仿真平台，采用ALE耦合算法对水陆两栖飞机水上降落过程进行了仿真研究。张韬等013]由MSC．Dytran软件模拟了客机水上迫降过程。魏照宇

5、等‘141使用MSC．Dytran软件分析了一种水下航行器的入水问题。闫明¨纠基于Fluent软件，采用动网格技术模拟了飞机水上迫降，研究了迫降过程中飞机姿态角和速度的变化情况以及飞机底部受力分布等情况。郭保东等¨叫通过Flu．ent软件中的动网格以及流体体积(VolumofFluid，VOF)技术对混合翼身布局客机SAX-40的水上迫降力学性能进行了数值研究。本文采用MSC．Dytran有限元软件的一般耦合算法研究飞机运动参数对水橇降载性能的影响规律。收稿日期：2015-02-05；录用13期：2015-05—29；网络出版时间：2015-09．1710：24网络出版地址

6、：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20150917．1024．001．html基金项目：航空科学基金(20132316001)}通讯作者：Tel．：15327236784E-mail：1229726215@qq．oom引用格式：高霄鹛，孙培戚，董袒舜，等．支柱式沉浸水橇降载性能相关影响因素ⅣJ．北京航空航天大学学报，2016，42(2)：236—242．GAOXP，SUNPC，DONGZS，eta1．Influenceofhydro—skiloadreducingperformancecorrespondingOllsomeparame

7、tersfJJ．Journalo，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2016，42f2)：236．242(inChinese)．第2期高霄鹏，等：支柱式沉浸水橇降载性能相关影响因素2371支柱式沉浸水橇一般构型水橇是一种拥有小展弦比滑行面的装置，本文所讨论的为支柱式沉浸水橇，其在水陆两栖飞机上的一般构型见图1。水橇的安装位置一般在重心G附近，由于水橇人水后支柱与水橇会受到水阻力使飞机产生埋首力矩，因此水橇安装时应适当前移。水橇顶部为倒U形，底部为楔形，水橇为