空中加油软管甩鞭现象建模与载荷计算

为了得到软式空中加油过程中软管锥套组合体发生甩鞭现象时对受油机产生的插头载荷,首先将软管甩鞭现象产生的原因分为高速气流与松弛软管耦合以及软管内通过高压高速燃油时刚度急剧变化两部分组成,然后针对软管在气动力和张力作用下形成的甩鞭现象进行工程离散方法建模,采用中心差分法计算得到高速气流与松弛软管耦合产生的甩鞭载荷;再采用流固耦合方法模拟软管在高压高速燃油流过时的甩鞭过程,通过仿真计算得到软管刚度急剧变化时的插头载荷。研究结果表明:这两部分原因都会产生不可忽略的插头载荷,其中高速气流与松弛软管耦合产生的载荷为主要因素。在软式空中加油相关结构设计时,可取二者的叠加值作为软管甩鞭时的设计载荷。