《艦載飛機彈射起飛若干複雜動力學問題研究》是依託南京航空航天大學，由聶宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：艦載飛機彈射起飛若干複雜動力學問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：聶宏
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
艦載飛機拖曳彈射起飛過程載荷大、時間短，且受航母運動、氣流擾動等條件影響，存在複雜的動力學問題。本項目基於多體系統動力學、動態有限元、粘性流體力學和空氣動力學理論，建立艦載飛機彈射桿張緊、牽制載荷突卸、彈射滑跑、起落架緩衝器突伸、飛機離艦等彈射起飛全過程動力學分析模型，系統解決牽制載荷突卸瞬間前起落架支柱振動、前起落架緩衝器突伸非線性動態剛度和阻尼特性、艦面氣流和航母運動對艦載飛機起飛動力學影響規律、艦載飛機彈射起飛機艦適配性等動力學分析難題，形成一套高精度艦載飛機彈射起飛動力學分析方法，構建模擬真實環境的機-艦-氣流動力學綜合分析平台，研究獲得滿足彈射起飛安全準則的主要機艦參數的適配規律。本項目的研究將為艦載飛機起落架和彈射機構設計奠定堅實的動力學理論基礎，對制定艦載飛機彈射起飛安全準則、發展我國新一代彈射起飛艦載飛機具有重要的指導意義。
結題摘要
艦載飛機彈射起飛和攔阻著艦是決定飛行安全的重要環節，起落架作為艦載飛機起降過程中直接與航母接觸的部件，是艦載飛機安全起降的重要保障。由於艦載飛機起降環境複雜，在試驗中真實還原起降工況的代價相當大，且試驗效果難以保證，因此開展艦載飛機起落架全面的理論研究具有重要意義，有助於縮短設計周期和降低試飛成本。 採用第一類拉格朗日方法建立了艦載飛機六自由度偏中心定位彈射起飛多體動力學模型。分析了艦載飛機偏中心定位彈射過程中飛機機身和起落架部件的動態回響，討論了初始偏心距離、起飛質量以及彈射桿長度對彈射過程中飛機姿態運動以及起落架載荷的影響。 將艦載機彈射釋放過程分為彈射張緊和牽制釋放兩個階段，分別建立了描述艦載機機身及起落架在彈射力和牽制力綜合作用下的動力學模型，給出了計算起落架與機身鉸接點以及斜撐桿軸向載荷的方法。研究表明：牽制桿的長度直接影響牽制載荷突卸後前起落架的振動特性，提出了減弱前起落架振動現象的理論方法。 建立了高壓氣塞式變油孔雙腔緩衝器系統動態特性模型，模型中分別考慮了高壓氣腔和低壓氣腔的空氣彈簧力非線性指數，以及孔針式主油腔節流閥和密集孔式側油腔節流閥的阻尼特性。綜合彈射突伸與攔阻著艦兩個方面的要求，制定了前起落架的最佳化目標，採用ISIGHT軟體對其油針形狀與回孔面積進行了最佳化。設計了三種艦載飛機前起落架突伸裝置，並重點研究了前起落架高壓充氣突伸模式對起落架載荷和飛機彈射起飛動態回響的影響 在艦載飛機彈射起飛動力學模型基礎上引入航母運動模型，推導了考慮航母運動的艦載飛機彈射起飛動力學模型，討論了航母縱搖、橫搖和垂盪運動下，不同初始相位對彈射過程中飛機的姿態運動及前、主起落架載荷的影響並分析了其動力學成因。
