大型水陆两栖飞机突风响应特性的程序化设计

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1、第４７卷第４期航空计算技术Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．４２０１７年７月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪｕｌ．２０１７大型水陆两栖飞机突风响应特性的程序化设计吕继航，罗琳胤（中航通飞研究院强度研究室，广东珠海５１９０４０）摘要：现代飞机设计过程中，要考虑飞机遭遇突风时不同部位的动态突风载荷特性。根据大型水陆两栖飞机的设计要求，制订离散突风和连续紊流的分析流程，研究离散突风和连续紊流响应特性的程序化设计方法，并计算飞机各部位的单值载荷包线和组合载荷包线。程序化设计结果表明，大型水陆两栖飞机遭遇突风或紊流时，机体动态载荷量级与静载荷相当，且

2、设计效率大大提高。研究结果为大型水陆两栖飞机的突风载荷设计提供了依据。关键词：突风；动态响应；程序化；载荷包线中图分类号：Ｖ２１５．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１７）０４-００４８-０５GustResponseCharacteristicProgrammingDesignofLargeAmphibiousAircraftＬＶＪｉ-ｈａｎｇ，ＬＵＯＬｉｎ-ｙｉｎ（StrengthResearchDepartment，ChinaAviationIndustryGeneralAircraftInstitute，Zhuhai５１９０４０，C

3、hina）Abstract：Ｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｏｄｅｒｎａｉｒｃｒａｆｔ，ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｕｎｄｅｒｇｕｓｔｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｄｅｍａｎｄｏｆｌａｒｇｅｆｉｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇａｍｐｈｉｂｉｏｕｓａｉｒｃｒａｆｔ，ａｎａｌｙｓｉｓｆｌｏｗｓｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅｇｕｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ｔ

4、ｉｃｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅｇｕｓｔａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｔｏａｃｈｉｅｖｅ．Ｐｅａｋｌｏａｄｅｎｖｅｌｏｐｅａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｄｌｏａｄｅｎｖｅｌｏｐｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｇｒａｍ．Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｄｅ－ｓｉｇｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｓｏｆｌａｒｇｅａｍｐｈｉｂｉｏｕｓａｉｒｃｒａｆｔｕｎｄｅｒｇｕｓｔｗｅｒｅｔｈｅｓａｍｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅａｓｓｔａｔｉ

5、ｃｌｏａｄ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅａｔｌｙ．Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｇｕｓｔｌｏａｄｓｄｅ－ｓｉｇｎｏｆｌａｒｇｅｆｉｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇａｍｐｈｉｂｉｏｕｓａｉｒｃｒａｆｔ．Keywords：ｇｕｓｔ；ｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｄｅｓｉｇｎ；ｌｏａｄｅｎｖｅｌｏｐｅ引言着飞行速度的增加，飞机尺寸的增大，结构弹性变形会导致动态应力的产生，飞机各部件的突风载荷已不能水陆两栖飞机兼具水上飞机和陆地飞机的特点，简单地用重心过载来描述，必须考虑机体不同部位的有

6、制造和使用成本低、环境适应性强、用途广泛等优［１－３］点。由于水陆两栖飞机的独特优势，自２０世纪３０年动力响应问题。同时，由于使用模式的特殊性，大代以来，世界各国十分注重该类飞机的研制。根据国型水陆两栖飞机预期寿命内，在恶劣天气下的出勤率家应急救援体系的整体规划和应急救援装备建设的迫要比其他运输类飞机高，遭遇大气突风的几率更大。切需要，我国也于２００９年正式启动了大型水陆两栖飞这就对大型水陆两栖飞机突风载荷的设计提出了更高机的研制工作。的要求，进行突风动力响应分析就显得尤为重要。国大型水陆两栖飞机设计时，必须考虑飞机遭遇大外ＢＥ－２００、ＣＬ－４１５等大

7、型水陆两栖飞机设计过程气突风时机体产生的载荷的影响。以往，飞机的突风中，均开展了充分的动态载荷响应分析。载荷一般采用静态离散突风方法计算，把大气扰动理但大型飞机突风响应分析时，需要考虑的影响因想化为一定形状、一定梯度及一定强度的单个孤立突素很多，往往导致设计工况数以万计，计算周期长，人风，并将飞机视为刚体，求解飞机穿过理想突风时的浮力成本高。为了提高设计效率，降低设计成本，本文根沉运动，用经验公式计算飞机重心处的附加过载。对据国家大型水陆两栖飞机型号研制的需要，对飞机遭于速度较低、较刚硬的飞机，这种方法是合适的。但随遇突风时的动态响应特性展开研究，并分析

8、飞机突风收稿日期：２０１７－０６－０８修订日期：２０１７－０７－８基金项目：工信