基于弹射救生安全影响因素的弹射过程视景仿真分析

弹射救生技术是在飞机不可挽回状态下拯救飞行员生命的重要技术。通过分析装备方面、人为方面、环境和状态方面的弹射救生安全影响因素,梳理弹射救生的整个过程,提出了视景仿真系统的总体设计,并构建了弹射救生系统发射过程中的弹射出舱阶段、人-椅系统自由飞阶段和救生伞工作阶段的数学模型,对数值仿真得出的数据结果进行了分析,得到了影响仿真中弹射救生关键点的几个因素,运用3DMAX软件和Unity3D软件实现弹射过程的模拟仿真,以便直观形象地展示弹射救生过程。

弹射座椅某新型射伞机构工艺的设计路径

为进一步提高弹射座椅安全性和可靠性,提出了一种新型射伞机构,阐述了弹射座椅射伞系统组成结构和射伞机构,然后根据射伞机构原理对活塞缸、活塞和导引筒参数进行了工艺设计,最后针对射伞机构故障无法正常弹出伞包问题进行了分析,通过对各项参数进行优化设计,实现了射伞机构强制弹出伞包的机制,确保了在射伞机构故障情况下伞包可以正常弹出。

弹射座椅与飞行员组合重心分布的研究

为解决火箭弹射座椅在弹射出舱后的稳定性调节问题,对弹射座椅与飞行员系统组合重心的分布规律进行了理论研究,求解出了组合重心的分布方程,建立了组合重心的椭圆分布模型。研究结果已应用于弹射座椅与飞行员组合系统稳定性调节的工程设计中,应用实践表明所建模型准确、有效。

某型飞机弹射救生人伞系统运动分析

建立了人伞系统的运动数学模型 ,对某型飞机К - 36 ДМ弹射座椅的人伞系统运动进行了分析计算 ,指出了在大海拔高原地区弹射救生中的安全性措施。

弹射座椅动态舒适性与人椅动力学特性研究

动态乘坐舒适性一直是座椅舒适性的研究难点和重点之一 ,为了研究弹射座椅的动态乘坐舒适性 ,建立了九自由度的人 椅系统动力学模型 ,并分别进行了人体模型的模态和人椅模型的动态响应计算机仿真与分析 ,研究了座椅动态特性参数变化对人体振动响应的影响 。

四元数在弹射座椅性能仿真中的应用

针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.

HTY-6型弹射座椅控制规律优化分析

介绍了HTY-6座椅弹射工作过程及双态自动程控器工作原理。分析了稳定伞在低速条件下射出与否对弹射轨迹的影响,结果表明,稳定伞射出与否对弹射轨迹影响较小,但是缩短救生伞射出时间可以改善低速条件下的救生性能。针对在中速区域可能存在开伞动载过大、超过救生伞最大允许开伞速度或延迟时间过长等问题,通过仿真,采用试算法,以最大开伞动载和最大允许开伞速度为指标,对中速区域的延迟时间进行优化。结果表明,优化后的延迟时间曲线能够满足救生伞最大开伞速度的要求,所得时间延迟曲线可应用于工程指导。

某型飞机弹射救生人椅系统运动分析

对某型飞机К -3 6ДМ弹射座椅的弹射救生进行了分析 ,建立了人椅系统的运动数学模型 ,给出了其在开伞前的运动特性。文中的研究对弹射座椅的设计和高原地区使用等有一定的意义。

弹射座椅姿态控制算法研究

研究了一种基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法。介绍了分时控制策略下,座椅姿态模糊控制算法的设计与实现。在Matlab/Simulink平台上根据不同弹射状态进行了仿真,分析了控制算法对座椅弹射高度的影响,比较了该座椅与俄罗斯K36D-3.5A座椅和美国ACES II座椅在最低安全高度上的差异,并按国军标1800A-2007规定的120种弹射状态进行了该座椅性能与国军标规定值的对比研究。仿真结果表明,基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法能够有效改善低速不利姿态下弹射座椅的救生性能,证明了新算法具有较高的可信性和实用性。

等效法在弹射座椅质心测量中的应用

本文从弹射座椅动力稳定性调节的角度出发,结合测量椅质心时,弹射状态与装机状态的质心差异,提出了一种等效修正的方法。针对稳定杆等机构和内筒等机构引起质心差异的不同,本文还分析了相应的等效修正原理和实施方式,通过试验数据测量及处理,获得了某型号弹射座椅的等效修正值,从测量误差的角度分析了采用总体最小二乘法进行曲线拟合的优势,并依此建立了内筒等组件的等效修正值与椅盆位置的关系函数,其结果能够指导弹射座椅动力配置和结构布局。

弹射座椅救生性能研究

针对座椅在铅垂面内弹射的简化模型 ,建立了系统的非线性运动方程 ;然后用推进阵面法建立了人 -椅系统平面模型的非结构网格 ,并用 Euler方程作为主控方程对某型座椅的气动阻力系数、升力系数和气动力矩系数进行了验证性计算 ;最后对非线性运动方程在时域内进行积分 ,得到人 -椅系统运行轨迹、运行速度和旋转角速度等性能参数 ,并与座椅弹射测试结果进行了比较分析。结果表明 ,用非结构网格计算的座椅气动特性与座椅吹风数据吻合 ,计算的弹射救生性能曲线与试验数据的趋势基本一致。

弹射座椅多参数多模态控制仿真分析

提出了安全高度影响因子法,比较分析了弹射启动时飞机的几种飞行参数对救生高度的影响。建立了多模态控制仿真模型,确定了多模态控制输入参数,划分了30种弹射工作模式。通过仿真,比较分析了HTY-8多模态控制模型与K36D-3.5A和ACESII座椅在最低安全救生高度上的差异。并比较了国军标(GJB1800-93)所规定的68种弹射条件所需最低安全救生高度。能够实现0高度0速度横倾90o条件下的弹射救生;在倒飞条件下,最低安全救生高度平均降低约40m左右。分析表明,多模态控制能够达到改善中低速低空不利姿态条件下救生性能的目的,而对于速度大于1000km/h的高速弹射条件,则起不到改善的目的。

弹射座椅全姿态关系式在弹射仿真中的应用

提出了弹射座椅全姿态关系式,介绍了在不同弹射条件下座椅全姿态关系式的取值范围以及六自由度仿真中座椅姿态参数初始值的传统选取方法。通过计算机仿真,比较分析了全姿态关系式与六自由度仿真中不利姿态传统处理方法的差异。仿真结果表明,全姿态关系式能够更准确的描述弹射过程,是弹射座椅多参数多模态控制研究和第四代自适应控制研究的基础。同时,仿真结果也表明,传统处理方法在单俯仰弹射条件不会引起误差,其它条件则会存在较大的误差,所得的最低安全救生高度一般偏低。

人椅系统的动压计算问题

在航空医学中，人们一直是用气流动压ｑ值的大小来衡量高速气流对人椅系统和人体作用的严重程度。关于动压ｑ值的计算问题，国外有着不同的计算方法，但这些计算方法都不能很好地反应出人椅系统的实际受力情况，特别是在超音速时，其差别就更大。我们通过大量的分析、计算，提出了作用在人椅系统上的动压修正系数Ｋ的半经验公式，并给出了选取修正因子ε，ｆ的方法。在选取ｔ，（ε）的时候，仅需４个不同马赫数的阻力系数实验值。原则上，若实验结果精度较高，对阻力系数实验值的选取并无限制。但当实验数据精度不高，则上述计算的阻力系数的均方根误差就会大些。本方法不仅适用于计算像人椅系统这样的大钝体，而且也适用于计算其它大钝体在任意马赫数范围的阻力系数，其均方根误差小于０．０５。另外，实验数据用半经验公式表示，也便于计算机计算与模拟。

高速风洞航空弹射座椅大攻角大侧滑角试验技术研究

在ＦＬ－２４风洞中进行了试验Ｍ数为０．６０、０．９０及１．２０，攻角为０°～３６０°，侧滑角为０°～－９０°，试验雷诺数为（２．８～５．４）×１０６的高速风洞航空弹射座椅试验技术研究。结果表明，本项试验技术是可行的，所得航空弹射座椅的气动特性变化规律合理，试验数据可靠，量值可信，可用于航空弹射座椅的性能估算及飞行轨迹计算。

基于模块化设计的ACES-Ⅱ弹射座椅

ACES-Ⅱ弹射座椅进行模块化设计旨在减少维修工时和后勤保障费用。介绍了模块化设计的概念和模块划分原则,详细阐述了ACES-Ⅱ座椅模块的具体划分及其安装/拆卸,最后分析了座椅模块化设计及其维修性改进对我国军机弹射座椅设计具有的借鉴价值。

机动飞行下某型弹射座椅最低安全高度的计算

对国产某型弹射座椅进行了分析,推导了人椅系统的运动方程,计算了飞机不同飞行姿态和速度下的弹射座椅的最低安全高度,并分析了飞机各种姿态和速度对最低安全高度的影响.

三通道非同时可控弹射座椅控制通道解耦算法研究

研究了一种基于"H"形火箭包的弹射座椅控制通道解耦算法。介绍了三通道非同时可控约束条件下,基于矛盾方程组求解技术的弹射座椅控制通道解耦算法的设计与实现。在Matlab/Simulink平台上基于4种不同需求的约束条件进行了仿真验证,分析了解耦算法中约束条件及阈值的设定对座椅控制通道解耦效果的影响。仿真结果表明,基于"H"形火箭包的弹射座椅控制通道解耦算法在满足所有约束条件的同时,能够将各控制通道耦合力矩限制到主力矩的10%以下,因此证明了新算法具有较高的可信性和实用性。

弹射救生过程数值计算及损伤风险评估

针对从弹射程序启动到飞行员着陆之间的各个阶段,建立了能够对横滚、俯冲等复杂弹射条件进行计算的数学模型。结合某型座椅的具体参数与气动力数据,针对具体算例求解了弹射救生过程,与实验结果进行了对比。根据模型的计算结果,以动态响应指数(DRI)对不同弹射初速下的损伤风险做出评估,并指出了在不同速度下气动过载的影响。

军用飞机弹射座椅惯量计算

人椅系统惯量是弹射救生6自由度性能计算所需的非常重要的数据。在以往的简化计算中,惯量的计算结果精度不够,不能满足使用要求。这里根据人椅系统的实际结构、尺寸构造三维实体模型,从而计算其重量、重心及惯量,其中人体分第5、50及95百分位,分别对应座椅的上、中及下位。计算结果成功地用于地面试验中。此方法可以精确地计算弹射座椅的惯性矩及惯性积。