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某无人机弹射起飞动力学分析与安全性研究

Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第S02期40卷 1-8页

作者：罗江雪彭一明聂宏魏小辉郝嘉煜南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室中国南京210016 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室中国南京210016

针对新型无人机设计初期技术人员关心的弹射方式的结构参数与布局形式的选型问题,以某无人机为研究对象,建立了无人机弹射起飞动力学模型。在此基础上分析了弹射杆长度、弹射杆机身安装点等主要参数对无人机弹射起飞安全性的影响,仿真... 详细信息

针对新型无人机设计初期技术人员关心的弹射方式的结构参数与布局形式的选型问题,以某无人机为研究对象,建立了无人机弹射起飞动力学模型。在此基础上分析了弹射杆长度、弹射杆机身安装点等主要参数对无人机弹射起飞安全性的影响,仿真结果表明:弹射杆长度增加、安装点距无人机质心水平距离减小、垂直距离增加均可增加弹射过程无人机俯仰角,减小前起落架轴向载荷及振荡,能够有效提高弹射起飞安全性;当弹射杆长度增加至800 mm,安装点距无人机质心水平距离减小至289 mm,垂直距离增加至365 mm,会有前起落架提前离地的风险;当安装点距无人机质心水平距离增加至589 mm,垂直距离减小至265 mm,前起落架会出现突伸现象。

关键词：无人机弹射起飞弹射杆前起落架动力学

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舰载机弹射起飞安全性的影响因素分析

北京航空航天大学学报 2018年第11期44卷 2396-2404页

作者：董阿鹏李书朱文国吴伟潇北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

为了全面考察舰载机(CBA)弹射起飞系统的安全性能,在绝对坐标系下,利用自然坐标法,建立了弹射起飞过程的多体耦合动力学模型,结合舰载机弹射仿真曲线,从舰载机加速度和飞行轨迹两方面研究了不同参数对弹射安全的影响规律。仿真结果表明... 详细信息

为了全面考察舰载机(CBA)弹射起飞系统的安全性能,在绝对坐标系下,利用自然坐标法,建立了弹射起飞过程的多体耦合动力学模型,结合舰载机弹射仿真曲线,从舰载机加速度和飞行轨迹两方面研究了不同参数对弹射安全的影响规律。仿真结果表明:在弹射滑跑阶段,弹射力对水平加速度影响较大,在自由飞行阶段,发动机推力对水平加速度影响较大,而起飞重量在整个弹射过程对加速度均有明显影响;定力栓临界值的增大对加速度、飞行轨迹影响不大,但需要考虑其带来的结构振动和时延效应;较长的剩余甲板可以增加离舰升力,从而有效减小离舰下沉量;舰船纵摇可引起飞行轨迹大幅下沉,应避免舰船纵摇位移最大的时刻离舰起飞,其中舰船运动引起牵制杆的提前释放也应是控制弹射时间的考虑因素之一;弹射起飞安全性设计是一个多变量寻优过程,单一要素的优化难以得到满意结果,需综合分析各要素的影响。

关键词：舰载机(CBA) 弹射起飞多体动力学分析动力学自然坐标法飞行安全

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舰载机弹射起飞过程弹射杆受力与安全性分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第5期47卷 110-115页

作者：朱齐丹鲁鹏杨智博王立鹏哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对舰载机的实际弹射作业情况,建立了蒸汽弹射器数学模型、牵引释放装置数学模型及分阶段的舰载机弹射起飞数学模型.在此基础上分析了航母航速、发动机推力、弹射能量、升降舵预置偏角和舰载机质量等不同参数对考虑弹射杆的舰载机弹射... 详细信息

针对舰载机的实际弹射作业情况,建立了蒸汽弹射器数学模型、牵引释放装置数学模型及分阶段的舰载机弹射起飞数学模型.在此基础上分析了航母航速、发动机推力、弹射能量、升降舵预置偏角和舰载机质量等不同参数对考虑弹射杆的舰载机弹射起飞安全性的影响.仿真结果表明:增加航母航速、减小弹射能量、下偏升降舵预置偏角和减小舰载机质量都可以降低弹射杆与航母甲板发生碰撞的风险;在发动机推力为200 kN工况下,增加或减小发动机推力都会增加弹射杆撞击甲板的风险;当弹射能量较低时,弹射杆末端距离甲板的高度会出现震荡现象.

关键词：舰载机弹射杆蒸汽弹射器弹射起飞安全准则

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舰载机弹射起飞纵向过载研究

振动与冲击 2017年第19期36卷 135-138页

作者：盖京波李平均哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 中航光电科技股份有限公司河南洛阳471003

为了分析舰载机弹射起飞过程中飞机纵向过载问题,在建立了弹射预紧阶段静力模型、弹射滑跑阶段的动力学模型、自由滑跑阶段动力学模型、航母弹射器模型的基础上,提出了舰载机弹射起飞纵向过载动力学模型。以某型飞机和弹射器为例,搭建... 详细信息

为了分析舰载机弹射起飞过程中飞机纵向过载问题,在建立了弹射预紧阶段静力模型、弹射滑跑阶段的动力学模型、自由滑跑阶段动力学模型、航母弹射器模型的基础上,提出了舰载机弹射起飞纵向过载动力学模型。以某型飞机和弹射器为例,搭建仿真框图进行仿真计算并给出了飞机纵向过载与冲程的曲线,通过对仿真结果的分析以及与试验数据的比较,能够为蒸汽弹射系统设计提供有价值的参考。

关键词：弹射起飞动力学模型仿真纵向过载

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舰载机弹射起飞结构动态响应分析方法与应用

南京航空航天大学学报 2020年第6期52卷 957-962页

作者：杨莹唐克兵方雄姚小虎航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092 华南理工大学土木与交通学院广州510641

舰载机在弹射起飞过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受大气扰动、航母运动的影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题。文中建立了舰载飞机-弹射系统简耦多体动力学模型,考虑在舰面摇晃载荷、侧风载荷作用下,利用ADAMS... 详细信息

舰载机在弹射起飞过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受大气扰动、航母运动的影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题。文中建立了舰载飞机-弹射系统简耦多体动力学模型,考虑在舰面摇晃载荷、侧风载荷作用下,利用ADAMS动力学仿真软件对舰载机弹射起飞进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,获得弹射起飞过程中飞机机体过载传递路径和应变分布。通过仿真分析与相关文献中试验数据进行对比表明,这种仿真方法能够高效模拟强非线性复杂载荷耦合下的舰载机弹射起飞过程,为舰载机弹射起飞全过程研究及机身结构设计提供参考。

关键词：舰载机弹射起飞刚柔耦合多体动力学动态响应

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弹射起飞和拦阻着陆冲击试验方法探讨

装备环境工程 2020年第4期17卷 45-50页

作者：毛勇建王珏陈颖刘青林李明海牛宝良张平严侠郑敏李晓琳中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

目的研究舰载机机载装备弹射起飞和拦阻着陆冲击试验的工程实现方法。方法从GJB 150.18A—2009、MIL-STD-810F/G及其提供的实测数据出发,分析弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷特征,对几种常用试验方法的工程实现进行探讨和比较。结果弹射起... 详细信息

目的研究舰载机机载装备弹射起飞和拦阻着陆冲击试验的工程实现方法。方法从GJB 150.18A—2009、MIL-STD-810F/G及其提供的实测数据出发,分析弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷特征,对几种常用试验方法的工程实现进行探讨和比较。结果弹射起飞和拦阻着陆冲击具有瞬态、交变、低频、大位移、高速度等特征。阻尼正弦波方法的实施路径比较明确,复杂波形再现方法实施路径比较模糊且复杂,超长脉冲半正弦波方法具有多种局限性,前两种方法的速度、位移都较大。结论阻尼正弦波方法较复杂波形再现方法更容易实现,但两者都需要大位移、高速度的专用冲击试验设备和适当的波形处理技术,超长脉冲半正弦波方法在前面两种标准推荐方法能够实现时,不建议使用。

关键词：弹射起飞拦阻着陆冲击环境试验

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考虑弹射起飞的航母剩余甲板长度研究

哈尔滨工程大学学报 2015年第1期36卷 113-118页

作者：李新飞王立辉朱齐丹张智哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了分析弹射行程结束之后剩余甲板长度的范围问题,建立了一种考虑舰载机前起落架突伸作用的弹射起飞动力学模型。对甲板弹射起飞阶段的动力学过程进行了仿真分析,从前起落架突伸作用的角度设计了最有效剩余甲板长度;对离舰起飞阶段进... 详细信息

为了分析弹射行程结束之后剩余甲板长度的范围问题,建立了一种考虑舰载机前起落架突伸作用的弹射起飞动力学模型。对甲板弹射起飞阶段的动力学过程进行了仿真分析,从前起落架突伸作用的角度设计了最有效剩余甲板长度;对离舰起飞阶段进行了仿真分析,从舰载机下沉量的角度设计了最小剩余甲板长度。最后综合考虑前起落架突伸作用和下沉量,提出了一种剩余甲板长度设计方法,并得到了仿真结果的验证,具有重要的现实意义和工程价值。

关键词：航母舰载机弹射起飞动力学模型前起落架突伸剩余甲板

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考虑载荷突卸的舰载机弹射起飞动力学分析

哈尔滨工程大学学报 2012年第9期33卷 1150-1157页

作者：朱齐丹李新飞喻勇涛哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了分析舰载机弹射起飞过程中的动力学特点,建立了一种考虑前起落架载荷突卸的弹射起飞动力学模型.研究了在弹射开始时由于牵制载荷突卸而引起的前起落架沿着垂直方向的快速振动现象,并分析了该现象的动力学成因;研究了在弹射末端由于... 详细信息

为了分析舰载机弹射起飞过程中的动力学特点,建立了一种考虑前起落架载荷突卸的弹射起飞动力学模型.研究了在弹射开始时由于牵制载荷突卸而引起的前起落架沿着垂直方向的快速振动现象,并分析了该现象的动力学成因;研究了在弹射末端由于弹射杆载荷突卸而引起的前起落架的快速突伸规律,分析了各种参数对前起落架突伸的影响.结果分析表明:为了减小前起落架支柱受力的波动峰值,应适当增加弹射杆长度和牵制杆长度,及牵制杆最大破坏力值;但为了降低弹射起飞难度,应适当减小弹射杆长度.

关键词：弹射起飞舰载机前起落架载荷突卸突伸

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舰载机多体动力学建模与弹射起飞模拟

机械科学与技术 2016年第11期35卷 1797-1804页

作者：黎伟明马晓利中航工业飞机强度研究所第二研究室西安710065

考虑航母扰动以航母为参考系,建立了考虑机体弹性以及支柱弹性的舰载机弹射起飞多体动力学模型,将舰载机动力学方程推广到非惯性参考系下;通过增加自由停机和张紧停机过程,构建了弹射起飞全过程的数值模拟能力,并通过算例对建模可靠性... 详细信息

考虑航母扰动以航母为参考系,建立了考虑机体弹性以及支柱弹性的舰载机弹射起飞多体动力学模型,将舰载机动力学方程推广到非惯性参考系下;通过增加自由停机和张紧停机过程,构建了弹射起飞全过程的数值模拟能力,并通过算例对建模可靠性进行了验证。算例结果准确模拟了牵制杆拉断后前起落架垂向的不稳定振荡现象、弹射力卸载后前起落架的快速突伸现象,以及起落架离舰效应等物理过程。算例结果表明:借助于起落架的突伸,飞机离舰前的升降舵偏角产生的抬头力矩能有效增加离舰的俯仰角和俯仰速度,提高弹射起飞性能;离舰后升降舵偏转控制律在提高飞机迎角建立速度的同时,还能控制最大飞行迎角,有利于离舰飞行安全;飞机离舰时航母舰艏的垂直速度、俯仰速度以及抛射角对飞机的离舰飞行性能有影响,航母运动会危及舰载机弹射起飞安全,且以纵摇和横摇运动的影响最为显著。

关键词：多体动力学弹射起飞非惯性参考系航母扰动起落架突伸