舰载飞机着舰过程动力学性能分析

发布时间：2023-02-13 20:02

　　舰载飞机是现代海军最重要的战斗力保证，与陆基飞机不同，其使用环境更为恶劣。能否安全着舰并成功回收成为舰载飞机使用中最为关键的问题。海上复杂的气象，紊流扰动，航母在海上的随机运动，有限长度和宽度的着舰区使得舰载飞机的着舰难度比陆基飞机大得多。 本文针对着舰过程中所涉及的动力学问题，以支柱式起落架飞机为研究对象，建立了包括航空母舰、飞机机体、起落架的多刚体动力学着舰模型。基于上述模型，引入航母运动模型，分析了下沉速度、着舰姿态、航母运动等因素对起落架着舰冲击载荷的影响。结果表明：冲击载荷的大小与触舰时机轮与甲板的结合速度直接相关；当前起先于主起着舰时，前起受载程度增长剧烈。 给出了地面效应的工程经验计算公式。利用白噪声滤波得到海上自由大气紊流和尾流的随机分量的仿真模型，数值模拟了舰尾公鸡流和航母纵摇引起的周期性尾流。分析了飞机触舰逃逸性能的影响因素。结果表明：航母的横摇和艏摇主要造成飞机的横向着舰误差，对横向逃逸轨迹影响较大；尾流强度越大，飞机的滚转运动和偏航运动越严重，造成的横向着舰误差越大；地面效应减小了飞机的着舰冲击，延迟了触舰，增加了滑跑距离。 提供了利用对称拦阻力曲线确定非对称拦...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
图表清单
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 舰载飞机着舰拦阻技术研究现状
        1.2.1 着舰拦阻动力学相关研究
        1.2.2 飞机阻拦系统及装置相关研究
    1.3 本文的工作及研究内容
第二章 舰载飞机着舰动力学建模
    2.1 引言
    2.2 模型的基本假设
    2.3 坐标系的定义及相互转换
        2.3.1 坐标系的定义
        2.3.2 坐标系间的相互转换
    2.4 系统受力分析及动力学方程
    2.5 系统运动学关系分析
    2.6 相关力的计算模型
        2.6.1 轮胎力学模型
        2.6.2 起落架缓冲器模型
        2.6.3 气动载荷模型
        2.6.4 发动机推力及重力
    2.7 小结
第三章 舰载飞机着舰冲击动态响应分析
    3.1 引言
    3.2 航空母舰运动模型
        3.2.1 航母运动的随机模型
        3.2.2 航母运动的确定性模型
    3.3 飞机着舰参数对着舰冲击的影响
        3.3.1 着舰重量对着舰冲击的影响
        3.3.2 下沉速度对着舰冲击的影响
        3.3.3 飞机着舰姿态角对着舰冲击的影响
    3.4 航母运动对着舰冲击的影响
        3.4.1 航母的横摇运动
        3.4.2 航母纵摇的影响
        3.4.3 航母垂荡的影响
    3.5 本章小结
第四章 舰载飞机触舰后逃逸复飞性能分析
    4.1 引言
    4.2 舰尾紊流模型
        4.2.1 随机自由大气紊流
        4.2.2 舰尾流的稳态分量
        4.2.3 舰尾流的周期性分量
        4.2.4 舰尾流的随机分量
    4.3 飞机逃逸纵向控制模型
    4.4 飞机逃逸性能影响因素分析
        4.4.1 航母运动影响分析
        4.4.2 舰尾紊流的影响分析
        4.4.3 地面效应的影响分析
    4.5 小结
第五章 舰载飞机着舰拦阻性能分析
    5.1 引言
    5.2 非对称拦阻力的确定
        5.2.1 对称拦阻力的计算
        5.2.2 非对称拦阻力的计算
    5.3 非对称拦阻性能分析
        5.3.1 不同偏心率下的拦阻性能
        5.3.2 不同偏航角下的拦阻性能
        5.3.3 不同侧滑速度下的拦阻性能
    5.4 着舰拦阻性能影响分析
        5.4.1 航母运动对着舰拦阻的影响
        5.4.2 地面效应对着舰拦阻的影响
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录



本文编号：3742215