水上飞机纵向稳定性判别方法研究

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1、第44卷第6期2014年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．44No．6NOV．2014水上飞机纵向稳定性判别方法研究江婷，蒋荣，吴彬(中国特种飞行器研究所，湖北荆门448000)摘要：水上飞机的稳定性不论在水上飞机的设计阶段还是试验阶段都是设计人员关注的焦点，稳定性是水上飞机在水面安全起降、滑行的保证。为解决传统水上飞机稳定性判别方法的难操作性，结合滑行艇稳定界限估算方法，对已开展且具有代表性的水上飞机单船身稳性试验结果进行了计算分析、总结，并采用数据优化等方法得到了纵稳性限界拟合方程，通过相关试验数据的逆向校核，证明了所得回归公式的

2、准确性。经多次验证，方法不仅可以在开展单船身模型试验时用以确定后续工况，还能为水上飞机的纵向稳性性能研究提供参考。关键词：水上飞机；单船身；纵向运动；稳定性；临界点中图分类号：0242文献标识码：A文章编号：1671—654X(2014)06-0075-03MethodofDistinguishLongitudinalMotionStabilityofSeaplaneJIANGTing，JIANGRong，WUBin(TheSpecialVehicleInstituteofChina，AVIC，Jingmen448000，China)Abstract：Thestabilityofsea

3、planeisthefocalpointfordesignerwheneverinthedesignandteststage，suchcharacteristicisalsothesafeguaranteeforseaplanewhenit'srising、landingandplaning．Tosolvethedifficultoperationofconventionalstabilityanalysismethod，thispaperistrytocalculateandanalysistheexperimentalresultofthehullofseaplanebystabi

4、litylimitestimatedmethodofplanningcraft．Andthenweacquirethelimitequationofthelongitudinalmotionstabilitywhichisalsoprovedcorrectlythoughreversecheckbytestresult．Suchmethodcannotonlyusefordeterminetheteststateofhydraulictestofthehullofseaplane，butalsoprovidereferenceforthelongitudinalmotionstabil

5、ityofseaplane．Keywords：seaplane；hull；longitudinalmotion；stability；criticalpoint引言水上飞机的稳定性主要是指水上飞机在水面受到风、浪、水流等外界因素干扰后能恢复至原来稳定运动状态的能力。若水上飞机的稳定性设计较差，其在水面起降过程中就容易发生不稳定的“海豚运动”，对飞机结构造成损坏，甚至机毁人亡；同时，稳定性较差的水上飞机，其水面起降性能和波浪运动稳定性必然受到一定影响，导致其抗浪能力严重降低⋯。目前，水上飞机的稳定性研究方法主要有理论计算(数值模拟)、水池试验和实机试飞三种。但在项目研制初期，通过实机试飞研

6、究水上飞机的稳定性是不现实的；由于高速水动力学理论发展尚不完善，通过理论计算的方法研究，其可靠性也不高，且其计算量非常大；而通过水池试验方法研究，其研究经费和周期都比较长。为此，本文拟结合滑行艇稳定界限估算方法，对已开展且具有代表性的水上飞机单船身稳性试验结果进行计算分析、总结，采用数据优化等方法得到纵向稳定性限界拟合方程，为水上飞机的稳定性研究提供参考。1研究方法水上飞机试验结果表明，模型摆动在大多数情况下是在接近于第二断阶的离水速度时产生的，并且随着拖曳速度的增加而消失。普通模型的质量和惯性矩是不符合动力相似准则的，其摆动也不能与实机的运动相同。为此，对水上飞机模型的水面滑行稳定性

7、研究必须采用特定的方法。一般情况下，可根据格劳尔特和柏林格所给出的水上飞机滑行稳定性判别标准进行求解。该判别是以小扰动理论为研究依据，通过计算分析一系列常速条件下的稳定性而得到，判别式如下：R=BCD—AD2一B2E(1)收稿日期：2014—07—28修订日期：2014—10—21作者简介：江婷(1986一)，女，湖北孝感人，工程师，硕士研究生，主要研究方向为水动性能研究。航空计算技术第44卷第6期式中，系数A，日，C，D和E为正数，且R>0，