穿盖弹射分析与虚拟仿真平台研究

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1、第42卷第1期2012年1月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．1Jan．2012穿盖弹射分析与虚拟仿真平台研究潘雄，童明波，王一丁，闰兵兵(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏南京210016)摘要：建立了战斗机穿盖弹射救生动力学分析模型，并对穿盖碰撞过程涉及的理论问题进行了描述。通过瞬态动力学工具MSCDytran仿真得到了人椅系统在穿盖过程中的动态响应以及座舱盖的破坏情况，并与试验进行了对比。在此基础上，以VC／MFC(MicrosoftFoundationClass)为工具，借助OpenCASC

2、ADE虚拟成形技术，开发了飞机座椅弹射过程的仿真分析平台，具有一定工程使用价值。关键词：穿盖弹射；MSC．Dytran；动态响应；VC／MFC；OpenCASCADE；平台中图分类号：Ttr3II文献标识码：A文章编号：1671-654X(2012)01一0107·03AnalysisofEjectionThroughCanopyandVirtualSimulationPlatformPANXiong，TONGMing—bo，WANGYi-ding，YANBing-bing(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense—

3、AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Thedynamicanalysismodelofflightescapebyejectionthroughcanopyiscreated．Andthethe—oryinvolvedintheprocessofejectionisdescribed．BasedonMSCDytran，ageneral—purposeexplicitnonlineartr

4、ansientdynamicfiniteelementcode，thedynamicresponseoftheejectionprocessanddestrue—tionofthecanopyayesimulated，andtheresultsarecomparedwiththetest．Onthebasisofprior，aplat—formforanalyzingandsimulatingtheejectionprocessisdevelopedbutheuseofVC／MFCandOpenCAS—CADS，avirtualformingtechnology，anditis

5、valuablefortheen舀neeringapplication．Keywords：ejectionthroughcanopy；MSCDytran；dynamicresponse；VC／MFC；OpenCASCADE；platform引言在飞行员应急弹射离机过程中，顺利而迅速地清除弹射通道是飞行员弹射救生成功与否的关键。穿盖弹射是目前飞行员离机救生的主要方式，对这一过程分析显得尤为必要¨J。目前穿盖弹射通道的清理主要有两种方式【2J：1)利用破盖枪，在弹射座椅接触舱盖透明件前，破盖枪工作，使舱盖透明件产生破裂和初始裂纹，然后依靠座椅的穿盖器破裂舱盖透明件，达到清除弹射通道

6、障碍的目的，主要适用非定向航空有机玻璃舱盖透明件；2)利用微爆索∞J，通过在舱盖上合理布置微爆索，在弹射座椅接触舱盖透明件前，对舱盖进行初始破碎，主要适用于定向航空有机玻璃舱盖透明件‘41。为了保证飞行员在弹射过程中的安全，对穿盖弹射过程中弹射过载、过载变化率、接触舱盖时的冲击过载都有明确要求”j。目前国内的研究主要以试验为主，但由于试验成本极高，故专门的试验研究并不多见。王爱俊等对弹射过程中的冲击问题进行过分析研究m101，但未见专门针对穿盖弹射这样复杂的冲击过程进行过分析，本文首次针对这个问题开展初步研究分析。l数值仿真分析穿盖弹射过程是一个瞬态的冲击过程，时间短、过程复杂

7、，需要多个子系统一起来完成。1．1问题描述方程对于接触冲击系统，在冲击的过程中，必须遵循质量守恒、能量守恒和动量守恒，并满足初始条件和边界条件。采用Lagrange描述法，接触冲击体系的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程分别为：旷如。J57口J一(p+q)6；+b：=p‘口：(1)【E‘=矿s：善“一(P+q)V‘收藕日期：201l—lO—13修订日期：2011—12—20作者简介：潘雄(1987一)，男，湖北剥州人。硕士研究生，主要研究方向为飞机结构动力学分析。108航空计算技术第4