艦載機(jī)攔阻著艦動(dòng)力學(xué)分析及仿真.pdf

1、CTOL 艦載機(jī)最顯著的特點(diǎn)是彈射起飛和攔阻著艦，這也是其出事率高的原因。CTOL艦載機(jī)攔阻著艦時(shí)對(duì)艦載機(jī)產(chǎn)生很大的沖擊載荷，影響飛行員和艦載機(jī)的安全。艦載機(jī)著艦掛索后的受力狀態(tài)是飛機(jī)最復(fù)雜的受力狀態(tài)，此時(shí)的數(shù)學(xué)模型是飛機(jī)最復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。準(zhǔn)確而完整的數(shù)學(xué)建模是進(jìn)行艦載機(jī)攔阻動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)。在已知起落架參數(shù)的前提下，準(zhǔn)確求解能減少為獲得起落架載荷及能量吸收能力所需的地面測(cè)試，而且，能外推測(cè)試?yán)щy或飛行試驗(yàn)才能得到的設(shè)計(jì)條件。通過(guò)仿真計(jì)

2、算，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)和縮短試驗(yàn)時(shí)間的目的。 為了探討CTOL艦載機(jī)攔阻著艦過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析這一具有實(shí)用意義的問(wèn)題，本文建立了艦載機(jī)攔阻著艦數(shù)學(xué)模型。在整個(gè)著艦過(guò)程中分了兩個(gè)階段：①艦載機(jī)與攔阻索嚙合后沒(méi)觸艦飛行階段；②觸艦后的滑跑過(guò)程。該模型分為艦載機(jī)數(shù)學(xué)模型和甲板攔阻系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，二者通過(guò)艦載機(jī)上安裝的攔阻鉤與跑道攔阻索的嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。本文考慮了飛機(jī)攔阻著艦非對(duì)稱(chēng)飛行時(shí)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，建立了六自由度運(yùn)動(dòng)方

3、程。建立了比較完整的艦載機(jī)攔阻著艦數(shù)學(xué)模型，對(duì)艦載機(jī)及甲板攔阻系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型較為詳細(xì)。采用SIMIJLINK作為仿真工具，可以擺脫復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)工作，使人們集中了更多的精力放在數(shù)學(xué)模型的建立及優(yōu)化上。 本文以MK7-3攔阻系統(tǒng)為例，以MIL-STD-2066的試驗(yàn)曲線為基礎(chǔ)，由文獻(xiàn)中提供的經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)據(jù)與圖表，對(duì)原來(lái)空缺的飛機(jī)嚙合時(shí)的情況做了計(jì)算，給出了載荷一行程曲線。并通過(guò)仿真計(jì)算與MIL-STD-2066中曲線及數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)

4、模型進(jìn)行了仿真校驗(yàn)。根據(jù)對(duì)比，本文的數(shù)值仿真情況接近于MK7-3的實(shí)測(cè)情況。通過(guò)本文的仿真計(jì)算，得出決定攔阻機(jī)攔阻鉤載荷的是飛機(jī)重量、嚙合速度及攔阻系統(tǒng)本身的能量的吸收能力。在攔阻機(jī)確定時(shí)，飛機(jī)重量與嚙合速度較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)前峰值；當(dāng)重量與嚙合速度較大時(shí)出現(xiàn)后峰值情況。飛行甲板寬度的增加會(huì)使攔阻鉤載荷峰值發(fā)生時(shí)間延后。偏心時(shí)攔阻鉤載荷峰值稍微降低，但是變化不大。飛機(jī)所偏方向的攔阻帶最大拉力比對(duì)中的攔阻帶拉力大，而飛機(jī)所背離方向的攔阻帶最大