飛機水上迫降的運動特性分析和討論.pdf

1、上世紀20年代飛機設計師開始重視飛機的迫降性能，60年代迫降內(nèi)容已被放入各國適航條例中。因此，在國內(nèi)適航驗證中迫降安全性能問題需要解決。
　　 在研究水上迫降安全性能過程中，確定飛機是否成功水上迫降主要有三個指標：1.結構的運行姿態(tài)、變形是否對乘客逃生造成嚴重影響；2.乘客和機員是否承受了過大的沖擊過載；3.能否提供足夠的漂浮時間供乘員逃離座艙。
　　 以上三個指標主要是對飛機在迫降過程的水沖擊載荷、耐撞性以及漂浮性能進

2、行研究。其中，水沖擊載荷以及飛機的耐撞性是本文主要研究內(nèi)容。
　　 飛機撞水過程，水與飛機之間的流－固作用是典型的固、液學科交叉問題，涉及高度非線性的水動力行為。描述飛機的復雜液體邊界以及模擬水域與飛機之間的耦合作用，是研究迫降的核心問題。
　　 本文采用有限單元法建立了水上迫降數(shù)值計算模型，引入ALE方法描述飛機迫降過程的水面外形，采用罰函數(shù)耦合約束模擬飛機蒙皮與水面之間的作用，利用顯式動力學方法模擬了A320飛機的迫

3、降過程。通過模型機的試驗驗證，證明了該方法具有良好的工程精度。同時，就入水姿態(tài)、過載變化等關鍵物理參量進行了其入睡條件的規(guī)律性影響研究。
　　 研究工作主要取得以下成果：
　　 1、在文獻調(diào)研過程中，獲取了A320的幾何模型以及相關數(shù)據(jù)。利用CAD、CAE軟件成功建立了A320的幾何模型和水上迫降的數(shù)值計算模型。
　　 2、利用ALE/Penalty Coupling方法，成功模擬出飛機迫降的流－固耦合作用。通過

4、與模型試驗結果對比，發(fā)現(xiàn)了數(shù)值計算得到的姿態(tài)角、過載的時間歷程曲線與試驗結果的變化趨勢基本一致，峰值偏差均低于工程允許誤差20％。
　　 3、利用該數(shù)值方法研究入水條件對于飛機水上迫降性能的規(guī)律性影響。研究發(fā)現(xiàn)迎角和質(zhì)量較其它因素對于姿態(tài)變化的影響更為明顯。其中，水平速度對于姿態(tài)和過載變化的影響均不明顯，而其它入水條件在不同部段對過載變化的規(guī)律性影響不盡相同。
　　 通過建立一套合理的飛機水上迫降計算方法，對飛機近海飛行