舰载机前起落架缓冲性能参数敏感性研究

为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始压力以及体积占比进行参数敏感性分析。结果表明,高、低压腔初始充填压力和体积占比对起落架缓冲性能的影响有别于它们对突伸性能的影响,所以对舰载机前起落架缓冲器的设计需不断优化,同时兼顾缓冲和突伸性能。

高原山地环境腹箱式灭火飞机投水数值模拟

为探究高原山地环境下腹箱式灭火飞机投水着水特性,基于VOF多相流模型构建了飞机投水过程仿真模型,分析地形坡度和海拔高度对地面落水分布的影响,并以投水有效利用率和有效水体覆盖厚度为指标评估其投水效能.结果表明,随山地坡度增加,相同飞行速度下落水地面分布的长度减小而宽度增加,落水区域前端水体分布更密集;随海拔高度增加,相同飞行速度下地面落水分布中后区域更连续,且高原环境下落水地面分布宽度增加但长度变化较小.此外,投水效能普遍随坡度的增加先降低后提高;投水有效利用率在小坡度时随海拔高度增加而提高,其他工况下受海拔高度影响较小,有效水体覆盖厚度普遍随海拔高度增加而降低.

基于ADAMS/Aircraft的摇臂式起落架落震动力学仿真分析

本文以某型摇臂式起落架为研究对象,建立起落架缓冲系统力学模型,并进行受力分析,利用ADAMS/Aircraft模块对起落架缓冲支柱力和轮胎力进行建模,构建起落架落震动力学仿真模型,分别在带和不带前飞速度情况下,仿真分析比较不同下沉速度时起落架的落震性能。仿真结果表明,此型起落架具有较好的缓冲性能,利用ADAMS/Aircraft可有效完成摇臂式起落架的落震动力学仿真分析。

高空冷涡背景下飞机积冰特征和机制的探测研究

飞机结冰可能引发严重飞行事故。为了了解飞机在冷涡背景下自然结冰的特征和机制,2021年5月,内蒙古呼伦贝尔市人工增雨作业人员使用Y-12运输机在高空冷涡天气系统中进行了7个架次飞机结冰探测试验,其中出现中度和重度飞机积冰各2个架次,对飞机积冰探测的环境气象条件进行了讨论,着重分析了5月31日2个架次重度飞机积冰过程取得的DMT粒子测量数据。结果表明:飞机平飞海拔高度为3.5~4.2 km,环境温度为-8~-4℃时,重度飞机积冰出现在冷涡东南部水汽饱和区中;测量的过冷水含量在高值时段的平均值达到0.25~1.04 g·m^(-3),平均有效直径为15~100μm的粒子浓度显著偏高,达到100~200个·cm^(-3),高浓度的过冷水含量导致飞机外壳出现瞬时快速积冰。简述了高空冷涡东南象限航线上的云层粒子图像和云粒子增长方式,讨论了高空冷涡东南象限的大气结冰条件。

整机起落架的半主动控制落震仿真分析

半主动控制技术在起落架上的应用局限于单起落架或磁流变式起落架,整机起落架的研究对半主动控制的实际应用更有价值。采用LMS Virtual.lab Motion建立整机虚拟模型,以单腔式油气缓冲器为研究对象,分析被动控制和半主动控制的力学模型,在AMESim中搭建油气式缓冲器仿真模型;基于模糊控制理论和变阻尼节流阀半主动控制原理,在MATLAB/Simulink中设计模糊控制器,将控制器模型集成到AMESim中实现对阻尼孔的实时控制;通过机械、液压、控制的3D-1D联合仿真分析被动控制和半主动控制下整机落震的仿真结果。结果表明:落震工况下,半主动控制响应速度快,前、主起落架的缓冲支柱垂向载荷峰值分别降低了20.5%和13.1%,缓冲效率高于被动控制;机身垂向加速度峰值降低了23.2%,并更快趋于稳定,提高了乘坐舒适性。

商用航空发动机燃油喷嘴雾化锥角测试技术研究

燃油喷嘴雾化锥角是商用航空发动机燃油喷嘴研制过程中的重要参数。为了解决人工识别喷雾锥角边界的测试方法中存在的主观性和系统性误差,采用了基于雾滴散射光强分布的喷雾锥角测试方法,开发了锥角测试系统及图像处理软件,校验了测试精度,试验验证了测试技术的可行性。结果表明该技术具备自动识别锥角功能、测试精度高、实用性较强。

舰载机全机落震试验机翼升力模拟方法研究

舰载机全机落震试验机翼升力模拟是在实验室测试飞机着陆载荷时,给飞机动态施加飞机着陆时刻机翼升力,模拟飞机着陆真实受载,机翼升力施加是否合理是全机落震试验成功与否的关键技术。给出了全机落震试验机翼升力模拟准则,提出了一种适用于全机落震试验的模拟机翼升力加载方法。根据该方法介绍了机翼升力加载装置设计原理,并对设计的机翼升力模拟装置进行了力学性能测试。将此方法和装置应用于某型飞机全机落震试验中,分别从施加模拟机翼升力大小、飞机姿态影响、下沉速度影响和着陆能量吸收四个方面对全机落震试验机翼升力模拟方法进行验证和评估。试验结果表明,该方法符合全机落震试验升力模拟准则,可用于舰载机全机落震试验。

管簧式起落架落震试验及分析

为了获得管簧式起落架着陆性能的特点,设计了管簧式起落架落震试验,以获得相关的落震性能参数。同时设计了落震测试系统,并通过对起落架落震系统的测试,确定落震试验操作系统的可行性。通过改变管簧式起落架下落高度和投放质量以及机轮带转等参数,总结机轮所受的最大垂向力和起落架最大垂向位移的变化规律,得到管簧式起落架的相关落震性能参数,为起落架设计提供参考。

内埋武器超声速分离机弹干扰特性试验研究

在超声速条件下的机弹分离过程中,内埋武器受到载机复杂干扰流场作用,其气动特性与自由流情况有很大差异,对机弹分离安全有一定影响。采用基于并联机构构型的CTS(Captive Trajectory Simulation)试验技术以及纹影显示技术,研究了内埋弹舱布局新型战斗机与典型空空导弹模型的机弹干扰特性,在有/无载机干扰、不同分离角速度和分离高度、载弹尾舵折叠/展开等条件下,对比分析了载弹俯仰力矩/运动特性以及载机干扰流场结构。研究结果表明:在超声速条件下,典型内埋弹舱布局战斗机存在复杂的激波系结构,会对载弹产生较强的气动干扰效应,诱导载弹出现“抬头”俯仰运动趋势;无初始分离角速度时,出现不安全分离的趋势;分离高度降低,会使载弹不安全分离趋势提前;在分离过程中,尾舵折叠不利于载弹姿态控制,在保证分离安全的前提下,应尽早展开尾舵,进行姿态增稳控制。

半主动控制起落架缓冲性能初步研究

建立了半主动控制起落架缓冲动力学数学模型,模型中流量系数是油孔等效面积、流量或压差的函数,不再是固定值,而是变量。利用定油孔起落架的落震试验对该模型进行了校验。设计了两个简单控制律,第一个控制律按传统变油孔设计准则给定,第二个控制律按给定吸收功量时峰值载荷最小的准则设计。通过数字仿真对这两种控制律下的起落架和被动式起落架的缓冲性能进行比较。结果表明,半主动控制在提高起落架缓冲性方面有较大潜力。

某型飞机前起落架落震动力学的仿真分析

以某型飞机前起落架为研究对象,利用CATIA建立数字化样机并导入到ADAMS/Aircraft中建立落震虚拟样机。建立了起落架落震动力学仿真分析模型,对缓冲支柱力和轮胎的航向力、垂向力分别进行了建模。进行了设计着陆试验的落震仿真分析,仿真结果与试验结果相差小于5%。进而进行了充填参数容差和储备能量试验的落震仿真分析,仿真结果与试验结果相差均小于5%。模型能够有效地模拟落震试验,为下一步的改型设计奠定了基础,有一定的工程应用和参考价值。

涡流控制在小展弦比飞翼布局飞机上的应用研究

全隐身布局飞行器采用无尾飞翼布局,此种布局具有很多优点,但是在动态特性上存在一些新的问题,造成了飞行器稳定和操纵的困难。通过对小展弦比飞翼布局飞机进行涡流控制,可以产生较大的控制力矩,从而对飞机进行纵向和航向的控制,改善飞机的操纵效率。控制力矩是非线性变化的,其大小与飞机飞行状态(迎角、速度等)以及喷流的状态(喷流速度、喷孔位置、喷流方向等)有关。将喷流产生的控制力矩应用于飞机的控制,通过对增加喷流后飞机静操纵特性的分析,表明其改善了飞机静操纵特性和隐身性能,具有较好的实用性。

反潜巡逻机使用浮标声纳和自导深弹攻潜模型仿真

针对反潜巡逻机使用声纳浮标和自导深弹的攻潜效能研究,提出了一种基于蒙特卡洛法的效能评估模型。在建立了攻潜坐标系的基础上,定义了连投深弹射击深度的概念;给出了浮标声纳系统定位目标条件下,反潜巡逻机连投深弹的散布模型和目标分布模型;依据攻潜过程和命中判定条件,进行攻潜效能的仿真计算;最后,通过仿真结果证实了方法的有效性,并提出了一种连投深弹时投弹间隔的确定方法。

反潜巡逻机空投鱼雷最佳投雷参数研究

为了提高反潜巡逻机使用航空鱼雷攻潜的命中概率,提出了"最佳投雷参数"的概念,分析了其影响因素和选择标准,建立了基于蒙特卡洛法的计算模型,仿真分析了投雷参数、目标定位精度和投雷散布对鱼雷环形搜索一周发现目标概率的影响。结果表明,投雷参数的选择应当综合考虑目标定位精度和投雷散布,以此确定航空鱼雷的最佳投雷参数。

飞机28.5V直流环网汇流条保护研究

飞机电气设备使用不当,电机、电器、电线等电气设备的绝缘老化,受机械损伤或战斗损坏等原因,都有可能使电网线路发生短路或过载故障。在环形配电系统中,环网汇流条发生短路等故障将对飞机产生致命性危害,要提高配电系统的可靠性就要对环网汇流条进行保护,即在发生接地故障后能进行有效隔离。对于环网汇流条的保护,具体要求是故障时,故障区间保护装置不拒动,后备保护的装置不误动,为了满足以上要求,依靠EMTP对故障系统进行模拟,分析故障时系统中出现的变化量。根据故障情况下配电系统中出现的电流突变和电压跌落等变化设置保护整定值及启动判据,并依靠Matlab平台做相关的仿真试验。试验证明:新的保护方法能实现环网故障时自动隔离,确保飞机配电系统的安全性,对提高飞机配电的可靠性具有重要意义。

航空自导深弹攻潜模型与仿真

针对反潜巡逻机使用磁探仪和自导深弹的攻潜效能研究,提出了一种基于蒙特卡洛法的计算模型。在建立攻潜坐标系的基础上,给出了连投深弹射击深度的定义;结合磁探仪定位原理,提出了基于峰值追踪的定位目标和连投攻击的方法。仿真结果表明,该方法能够提高命中概率。给出了目标分布和连投深弹的散布模型,根据攻潜过程和命中判定条件,进行了攻潜效能的计算,并仿真分析了影响攻潜效能的主要因素,研究了投弹间隔的确定方法。

舰载机的自由飞行钩住情况

自由飞行钩住(FFE)是指飞机在处于上仰姿态,且所有起落架尚未接触甲板的情况下的拦阻钩钩索。此时,飞机有较大的姿态角和较低的下沉速度。根据起落架和拦阻钩几何布局、飞机重心位置,拦阻力线可能处于飞机重心之下,因此产生显著的低头力矩,造成前起落架首先接触甲板,而主起落架稍后继之,飞机的低头俯仰速率可以导致前起落架以较高的下沉速度触地。因此,重心处低下沉速度的FFE情况,可以导致前起落架载荷与重心处高下沉速度的正常拦阻着舰情况相当,甚至更加恶劣。基于各类着舰情况的分析,可知FFE情况是前起落架及其支持结构的最关键载荷情况。

灭火飞机投水动响应特性

大型灭火飞机投水飞行时,短时间内大吨位水量的投放会引起载机的动力响应问题.为此,采用小孔出流理论进行飞机投水量的数值模拟,以静气动弹性配平结果为初始条件,考虑飞机的刚体模态和弹性模态,用最小状态拟合技术进行非定常气动力建模,分析了飞机投水飞行时的响应特性;并以投水结束后的飞行状态为初始条件,以飞行操纵产生的舵偏角为输入,分析了飞机退场爬升时的响应特性.结果显示,灭火飞机投水时,飞行姿态和载荷会发生较小变化;退场爬升时,飞行姿态和载荷会发生显著变化.分析结果为大型灭火飞机的结构设计和飞行操纵提供了参考.

水滴撞击飞溅效应对过冷大水滴结冰影响研究

过冷大水滴(SLD)结冰的结冰量较大、位置靠后且容易形成复杂冰型,对飞机气动性能和飞行安全具有更大危害性。在结冰过程数值模拟的基础上,针对SLD条件下水滴撞击的飞溅效应及其对成冰过程影响进行研究。采用结构化网格和中心有限体积法求解N-S方程获得空气流场,运用拉格朗日法求解水滴流场,基于改进的Messinger热力学模型进行翼面结冰模拟。对SLD结冰,采用飞溅碰撞模型,分析了水滴飞溅现象及其对SLD结冰过程的影响,完成了典型翼型结冰算例的数值模拟和分析讨论,与参考文献和试验结果的对比,说明了文中计算模型及计算方法在模拟SLD结冰的撞击飞溅效应时是可行和正确的,获得的影响规律和结论对于深入研究SLD结冰具有重要的参考价值。

含货舱门的大型民机机身段垂直坠撞仿真分析

建立了含货舱门的大型民机机身框段结构适坠性分析的全尺寸非线性有限元模型,模型中考虑了机身框、长桁、蒙皮、货舱及行李、客舱地板、客舱吊柜和座椅。利用该模型对机身框段进行了垂直坠撞仿真分析,坠撞速度为9.14 m/s,采用动力学软件MSC.Dytran进行求解,计算得到机身框段结构的变形和试验中各测量点处的加速度响应。计算结果与试验结果的吻合验证了所建模型的有效性。在该模型的基础上,对机身框段在不同滚转角垂直坠撞工况下的适坠性进行了分析。结果表明:在所计算的工况中,当飞机左滚12°和右滚8°坠撞时,机身结构破坏最严重,乘员承受的过载最大。货舱门结构增加了舱门侧的机身结构刚度,使机身结构左右变形不对称,含舱门侧的机身变形较小,含舱门侧的乘员承受过载较大。