飛機(jī)水上迫降的運(yùn)動(dòng)特性分析和討論.pdf

1、上世紀(jì)20年代飛機(jī)設(shè)計(jì)師開始重視飛機(jī)的迫降性能，60年代迫降內(nèi)容已被放入各國(guó)適航條例中。因此，在國(guó)內(nèi)適航驗(yàn)證中迫降安全性能問(wèn)題需要解決。
　　 在研究水上迫降安全性能過(guò)程中，確定飛機(jī)是否成功水上迫降主要有三個(gè)指標(biāo)：1.結(jié)構(gòu)的運(yùn)行姿態(tài)、變形是否對(duì)乘客逃生造成嚴(yán)重影響；2.乘客和機(jī)員是否承受了過(guò)大的沖擊過(guò)載；3.能否提供足夠的漂浮時(shí)間供乘員逃離座艙。
　　 以上三個(gè)指標(biāo)主要是對(duì)飛機(jī)在迫降過(guò)程的水沖擊載荷、耐撞性以及漂浮性能進(jìn)

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

3、降過(guò)程。通過(guò)模型機(jī)的試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了該方法具有良好的工程精度。同時(shí)，就入水姿態(tài)、過(guò)載變化等關(guān)鍵物理參量進(jìn)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(xiàn)調(diào)研過(guò)程中，獲取了A320的幾何模型以及相關(guān)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(jì)算模型。
　　 2、利用ALE/Penalty Coupling方法，成功模擬出飛機(jī)迫降的流－固耦合作用。通過(guò)

4、與模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了數(shù)值計(jì)算得到的姿態(tài)角、過(guò)載的時(shí)間歷程曲線與試驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢(shì)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(duì)于飛機(jī)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(duì)于姿態(tài)變化的影響更為明顯。其中，水平速度對(duì)于姿態(tài)和過(guò)載變化的影響均不明顯，而其它入水條件在不同部段對(duì)過(guò)載變化的規(guī)律性影響不盡相同。
　　 通過(guò)建立一套合理的飛機(jī)水上迫降計(jì)算方法，對(duì)飛機(jī)近海飛行