基于非线性静力学模型的飞机系留载荷计算方法研究

由于飞机在强风下系留时,机体承受各方向的载荷较大,因此需对系留结构及系留索是否具有足够的承载能力进行分析,而其中系留载荷的计算就显得异常重要。采用MSC．Nastran软件,针对飞机存系留情况下,系留索的单向承载性及起落架与地面的非线性接触特性,通过应用非线性间隙单元,建立了非线性静力仿真模型,并计算了飞机在系留状况下,各系留索承受的张力及各系留点所受的载荷,计算中同时考虑了起落架缓冲支柱空气弹簧力对于系留载荷的影响,从而为飞机系留载荷提供了一种新的有限元计算方法。     

典型布局民用飞机的地面系留特性研究

飞机在地面停机时会受到恶劣天气影响,对飞机停机情况的气动力研究是评估停机安全的关键。为了分析典型布局民用飞机的地面侧风气动力差异,确定典型系留载荷,针对两种典型布局民用飞机,在风洞中采用缩比模型和固定地板模拟飞机停机,测量飞机在0°～180°地面侧风情况下的气动力,进一步通过部件组拆测量方法分析尾翼部件气动力耦合效应;确认垂尾平尾布局耦合效应是在侧风情况下低平尾布局飞机抬头力矩较大、以及高平尾布局飞机抬头力矩较小的原因,采用工程估算方法得到后倾翻情况的前起落架系留载荷。结果表明：俯仰气动力差异导致低平尾布局飞机的前起落架系留载荷明显增加,而对高平尾布局飞机影响较小。     

系留气球升空动力学仿真

为了研究系留气球升空过程运动状态，建立刚体气球系统六自由度非线性动力学模型以及气球升空缆绳模型，利用Aerostat Simulation仿真软件对不同升空速度和不同风速运动状态进行模拟计算。结果显示，升空过程中，放缆速度增大，则气球俯仰角增大，迎角、缆绳张力减小；风速增大，则俯仰角、迎角、缆绳张力均增大。此研究不仅可为系留气球系统设计提供理论依据，也可以为研究外场放飞决策与放飞数据提供一种分析工具。     

防止低空风切变危害飞行安全的飞行指挥

在飞行历史中常常有飞机在未知或神秘的环境中失事，人们在对这些事故的研究中逐渐发现了低空风切变这一杀手。它是指在低空600米以下风向、风速出现水平方向或垂直方向的突然变化的现象。强的低空风切变对低空飞行安全有很大的影响和危害，尤其当飞机起降时，飞机速度小、高度低，风向、风速的突变对飞行安全影响更大，容易造成严重的飞行事故。     

系留气球锚泊车转台阻尼机构分析

介绍了系留气球锚泊车结构组成,分析了锚泊车转台阻尼对系留气球顺桨的影响,提出了一种阻尼机构的设计方法。通过实验验证,实现了转台阻尼可调,既保证了系留气球的正常顺桨,又减轻了风速大、风向紊乱状况下的锚泊车摆动幅度,提高了近地系留操作的安全性。     

基于LMS Virtual. Lab的系留气球仿真与优化

系留气球在近地面收放过程中存在俯仰角过大的问题，为了更全面地了解收放过程中不同因素对球体俯仰角的影响，采用LMS Virtua1. Lab建立了带滑轮索具系统的系留气球三维动力学模型进行仿真分析，结果表明，仿真结果与理论计算、测量数据都有较高的符合度。进而运用试验设计( DOE)方法，探索典型风速下球体俯仰角的响应区间。最后基于响应面模型的优化技术，对滑轮索具系统设计进行优化，有效改善了球体在收放过程中俯仰角过大的问题。仿真模型对系留气球系统设计及收放控制有一定的指导作用。     

侧向风速对飞机尾流运动的影响

为了使机场雷达能实时探测和定位飞机尾流,对飞机飞行环境进行合理假设后提出了一个仿真尾流的保守被动模型,该模型能很好地描述尾流中水蒸气等物质的运动演化规律。综合考虑大气环境中风速对尾流的影响,利用该仿真模型对尾流进行了实时仿真,得到了不同侧向风速情况下,不同时刻尾流的状态分布等重要特性。通过分析侧向风速对飞机尾流运动过程的影响,证明了当侧向风速为1.0~3.0 m/s时是最危险的,所得结论可为飞机飞行过程中避免尾流的影响提供理论依据。     

基于数值风洞技术的民用飞机系留气动载荷计算研究

基于数值风洞技术,针对在低速风洞进行的民用运输飞机的地面系留载荷风洞试验进行了模拟研究。使用CFD软件建立了风洞试验段和飞机风洞模型的数值模型。根据风洞试验条件设置数值计算条件,计算了侧滑角在0毅~ -180毅范围内的飞机模型气动力。由于数值模型包括了洞壁、地板,计算结果和试验结果吻合良好。结果分析表明:当-120毅臆茁臆-90毅时,前起落架系留装置将承受较大的载荷,该载荷主要源于大偏航角时平尾部件产生的抬头力矩引起的纵向载荷,以及偏航力矩引起的横向载荷;Cl 比Cm 小两个数量级,对系留载荷的影响不占主导地位;将平尾、升降舵或方向舵预偏可降低系留载荷。为民用飞机低速风洞试验数值建模提供了参考。     

风切变与飞行

一、引言 低空风切变是飞机起飞降落阶段威胁飞行安全的危险因素。低空风切变有时间短、尺度小、强度大、发生突然的特点。由于大、中型喷气运输机质量很大,具有很大惯性,发动机加速性能羞,在低高度往往缺乏足够的空间进行应对,在遭遇风切变的情况下,由于风向、风速和飞机空速的内在联系,风切变会对飞机空速造成影响,进而造成飞机的升力变化,使飞行高度发生变化,对飞行高度低、速度小的起飞进近飞机危害是极大的。所以,对飞行员来讲,深刻了解风切变对飞行的影响,加强对低空风切变判断和防范的研究,是十分重要的。飞行员应尽量提早发现风切变,一旦陷入其中,应能正确处置,安全脱离。     

系留气球装备环境工程浅析

主要探讨系留气球等浮空器的环境适应性设计、试验和评价；结合环境适应性工程思想，结合实际工作经验，阐述了浮空器装备全寿命期环境分析、适应性设计以及环境试验与评价等方面的工作要求。相比于飞机等短时飞行的航空器而言，对于留空时间长达数天乃至数十天的系留气球，在设计和验证过程中更应该关注其环境适应性要求。     

系留气球结构强度性能评估方法研究

基于系留气球外场放飞试验中各典型结构部位的应变、过载与风速的实测结果,利用概率统计学与可靠性理论,提出了一套可行的应变与过载统计处理方法;给出了典型使用环境下气球结构的应变——概率统计结果,以及不同风速下的应变区间包线。并结合材料性能验证试验,建立了一个系留气球结构的强度性能评估方法。     

航空航天技术与产品

FD－117A武器系统进行风洞试验位于田纳西州的阿尔诺德工程开发中心，目前正在帮助美空军进行FD—117A的武器系统验证。图中所示，重1000千克的BLU—109穿透炸弹模型正在120厘米的跨音速风洞中进行投放模式验证。炸弹和飞机均为5％缩比模型，飞机安装在一个固定的支架上，炸弹则采用计算机控制系留轨道支持系统定位。系统能在6自由度范围里测定炸弹相对于飞机的位置，武器投放仿真中可获取其轨迹数据。试验在MO．6－0．9情况下进行。（新）回普惠试验未来战斗机发动机该公司开始试验PW7000新系列战斗机发动机的早期原型机XTE—66。与…     

剩余浮力对系留气球静平衡特性的影响分析

在进行系留气球总体方案设计时,剩余浮力的选择直接影响到系留气球气囊和副气囊体积等参数的设计,剩余浮力选择不当将造成研制成本的增加或静平衡特性指标无法实现。因此,对同一系留气球不同剩余浮力,及两种不同体积的系留气球在相同剩余浮力时的静平衡特性进行计算与对比分析。结果表明:对同一体积的系留气球,剩余浮力对系留气球俯仰角、高度损失和水平漂移量影响较大,且剩余浮力越大,其俯仰角、高度损失和水平漂移量越小;随着系留气球体积的增大,剩余浮力对系留气球高度损失和水平漂移量的影响将逐渐减小。     

基于气象数据系留气球状态参数计算

为分析系留气球在实际应用地气象条件下的系留状态，基于标准大气模型分别在标准大气和实际气象测量的参数下对系留气球主要状态参数重量、重心、0风速平衡俯仰角进行计算。结果表明，应用实际气象数据参数计算的结果会在标准大气计算结果的基础上呈现波动变化。通过不断积累气象数据，利用系留气球实际应用地气象参数计算可对后续系留气球设计进行指导，使系留气球更好地在任务地点使用。     

基于弹性起落架的直升机系留载荷计算

根据舰载直升机舰面系留时的受力特点,以弹性起落架的垂向变形为变量,根据虚位移原理建立了直升机在摇荡舰面系留的动力学分析模型。运用牛顿迭代法对横摇、纵摇、有风以及无风情况下系留索具载荷进行了计算,发现横摇角较大时载荷主要分布于主起落架系留索上,且风载的影响并不能忽略。分析了轮胎刚度对系留索载荷的影响,结果表明,起落架轮胎刚度由300N／mm增加至800N／ram时,最大张力减小了7．43％,说明增加轮胎刚度能有效提高直升机系留的安全性。     

基于片段式导流条的系留气球雷电防护系统仿真方法研究

设计基于片段式导流条的系留气球雷电防护系统。数值计算分析片段式导流条的雷电防护系统,结合试验结果给出最优布局。仿真雷电环境下安装有雷电防护系统的系留气球周围的空间电势分布及系留气球囊体表面的的电势分布。计算系留气球内外电势分布,分析雷电可能的击穿路径。仿真不同情况下系留气球表面电势分布,通过对比分析寻找雷电在囊体最可能的附着点,为系留气球雷电防护系统的设计提供重要的理论依据。     

A380在冰岛完成侧风试验

编号为 MSN004的 A380飞机11月10目在冰岛雷克雅未克(Ke-flavik)机场成功完成了大风速情况下的侧风试验。该机在74km/h 到104km/h 风速的侧风中进行了6次着陆和5次起飞飞行。为取得型号合格证 A380必须验证起飞和着陆时侧风风速最小为42km/h 的试验。     

带外挂的F／A—18C机身气动载荷预测

在批准现有飞机使用新外挂物时，必须检验整个飞行包线内带外挂物机体结构的完整性。为此，需要精确、及时地预测外挂物挂架的飞行载荷。本报告比较了用几种方法获得的结果，其中包括将安装在Ｆ／Ａ－１８Ｃ下机身中线外挂梁上的新侦察设备吊舱系留挂架的气动载荷数值计算。使用计算流体动力分析，需要用嵌合体重迭场栅法。为了比较，计算了两种外挂物的系留挂架和自由流空气动力特性。然后，积分油箱和侦察设备吊舱之间的增量值，可     

基于风洞试验的飞机侧风环境停放稳定性研究

根据风洞试验结果对某型号民用飞机在大侧风(风速大于35m/ s)情况下停放时的稳定性进行了研究与分析,发现当飞机在正侧风(侧风水平方向与机身垂直)作用下有较大的上仰力矩产生,导致机头上翘或有上翘的趋势。通过“部件组拆法”发现飞机垂尾的干扰使得平尾产生了一个抬头力矩,致使飞机存在倾倒的可能。试验后,通过CFD 仿真模拟计算分析了在侧风情况下机身表面的压力分布,并进行了相关的解释,作为对风洞试验的分析和补充。     

不同结构柔性翼的气动特性风洞试验研究

通过对6种不同结构的柔性翼模型进行的变迎角、变风速风洞试验,研究对比了不同柔度的柔性翼的升阻特性以及对风速变化的响应特性。结果表明,微型飞机采用柔性翼虽然降低了机翼升力的产生,但能够明显改善升阻比;不同柔度的柔性翼会直接影响微型飞机对风速变化的敏感程度,当机翼结构和柔度经过设计后,可以显著提高微型飞机对风速变化的适应能力。试验数据和结论对提高微型飞机的升阻特性以及对风速变化的响应特性具有一定参考价值。