舰载飞机拦阻着舰的虚拟样机技术研究

admin · 发表于 2024-2-4 11:25:25

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舰载飞机的着舰方式主要有两种：一是着舰减速降落方式，二是垂直降落方式。着舰减速降落方式采用拦阻索和拦阻网装置，其中拦阻索是舰载机正常降落时缩短着舰滑跑距离的装置，拦阻网是舰载机处于危急情况下着舰时使用的应急设备。对CTOL固定翼舰载飞机来说，起飞和着舰技术是航空母舰/舰载飞机技术中最大的难点，该过程中环境扰动复杂，要控制的参数多，控制精度的要求高，因而风险很大，特别是着舰过程的最后20秒是事故的多发段。其中着舰过程中的拦阻特性是决定舰载机能否在航母上着舰的重要一环，也是舰载机拦阻着舰研究的难点和重点，实际的拦阻情况可以分为对中拦阻和偏心拦阻两种状况，对应每一种状况飞机都带有一定的俯仰、滚转和偏航，因此对于拦阻特性的动态分析需要考虑多种因素的综合作用：包括舰载机着舰时的重量、速度、姿态和轨迹；起落架缓冲系统动态特性；尾钩与拦阻索的啮合位置以及相对滑动、拦阻装置拦阻力变化规律、拦阻索弹性冲击变形；航母甲板的运动、舰尾流、甲板风；驾驶员可能的操纵输入等等。本文针对舰载机拦阻着舰过程，通过机体、起落架、无纵向阻尼器下的拦阻钩三部分模型建立了全机六自由度动力学模型，考虑了航母纵摇和升沉运动以及航母甲板风的影响，分析了拦阻系统动力学模型和基于能量法的拦阻力变化规律，同时还分析了弯折波在钩索初始啮合阶段的传播规律，得到了冲击应力作用下的拦阻力变化规律。最后通过MATLAB/SIMULINK建立了仿真数学模型，模拟计算了垂直对中和偏心着舰两种着舰方式下的拦阻参数响应，并利用Creator、Vega和C++软件实现了拦阻过程的视景可视化，从而完成了舰载飞机拦阻着舰的虚拟样机模型动力学分析和可视化仿真。

舰载飞机拦阻着舰的虚拟样机技术研究

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