某舰载机偏滚着舰挂索特性研究

陆沛文１

，魏小辉１，２

，彭一明１

，谢朋朋

１

（１．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，江苏南京２１００１６；２．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京２１００１６）

摘要：舰载机的着舰姿态对舰载机拦阻钩弹跳、缓冲器载荷行程、着舰成功率等都有很大的影响。以某型舰载飞机为研究对象，建立了全机着舰六自由度动力学模型，并将仿真结果与实验数据对比，验证了模型的准确性。主要分析滚转角对拦阻钩碰撞反弹的影响、对机轮压索后拦阻索运动状态的影响以及对能否挂索成功的影响。结果表明：滚转角并不影响拦阻钩的碰撞反弹高度和速度，滚转角对拦阻索振动频率和上扬最大高度有很大的影响，对挂索成功与否影响重大。

关键词：舰载机；滚转角；拦阻索；动力学；碰撞

中图分类号：Ｖ２２６．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１-６５４Ｘ（２０１８）０３-００７８-０４

Research on Rolling Characteristics of a Carrier -based Aircraft

ＬＵＰｅｉ-ｗｅｎ１

，ＷＥＩＸｉａｏ-ｈｕｉ１，２

，ＰＥＮＧＹｉ-ｍｉｎｇ１

，ＸＩＥＰｅｎｇ-ｐｅｎｇ

１

（１．Key Laboratory of Fundamental Science for National Defense -advanced Design Technology of Flight Vehicle ，

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing ２１００１６，China ；２．State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures ，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing ２１００１６，China ）Abstract ：Ｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ-ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔｃａｒｒｉｅｒａｔｔｉｔｕｄｅｈａｓａｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｂｌｏｃｋｉｎｇｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ-ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔ，ｔｈｅｌｏａｄｓｔｒｏｋｅｏｆｔｈｅｂｕｆｆｅｒ，ａｎｄｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｈｉｐ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｃａｒｒｉｅｒ-ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ａｓｉｘ-ｄｅｇｒｅｅ-ｏｆ-ｆｒｅｅｄｏｍｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ

ｗｈｏｌｅａｉｒｃｒａｆｔｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｂａｒｒｉｎｇｔｈｅｈｏｏｋｃｏｌｌｉｓｉｏｎｆｏｒｃｅ，ｔｈｅｍａｉｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｂａｒｒｉｃａｄｅｄｈｏｏｋｃｏｌｌｉｓｉｏｎｒｅｂｏｕｎｄ，ｂａｒｂｅｄｒｏｌｌｅｒｃａｂｌｅａｆｔｅｒｔｈｅｃａｂｌｅｍｏｖｅｍｅｎｔｓｔａｔｅａｎｄｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｏｒｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｃａｂｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇａｎｇｌｅｄｏｅｓｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅｈｅｉｇｈｔａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｒｒｉｃａｄｅｈｏｏｋｓ．Ｔｈｅｒｏｌｌａｎｇｌｅｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｂａｒｒｉｃａｄｅ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｏｆｔｈｅｂａｒｇｅ．Key words ：ｃａｒｒｉｅｒａｉｒｃｒａｆｔ；ｒｏｌｌａｎｇｌｅ；ｄｒａｇｃａｂｌｅ；ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ

引言

舰载机着舰环境复杂，需与舰上拦阻系统配合实现着舰拦阻过程。然而受航母运动、拦阻钩撞击甲板弹跳和机轮压索振动等因素影响，拦阻钩可能会挂不上拦阻索，从而导致无法成功拦阻着舰，造成重大安全事故。

近年来，国内外的学者对舰载机着舰过程进行了一系列的分析，分析内容涉及很多方面。但基本都是分析不同影响因素对拦阻着舰过程中起落架、拦阻钩、

拦阻索等机构的动力学响应的影响，以及对拦阻着舰

基本规律的总结。不同学者研究侧重点不同，使用的建模工具不同。最初的研究从Ｔｈｏｍｌｉｎｓｏｎ［１］

开始，他通过建立微分方程研究了对中拦阻时拦阻钩撞击甲板后的运动情况。张鑫等［２］

研究装有尾钩飞机对中或偏心拦阻着陆后，计及弯折波在索中的传播情况下拦阻索的动力响应。史红伟等

［３］分析了舰载机任意姿态和

位置下的拦阻响应。刘成龙［４］

研究了发动机推力及拦

阻力对起落架载荷的影响。李启明等［５］

通过分析钩索

收稿日期：２０１８－０２－０７修订日期：２０１８－０３－０９

基金项目：机械结构力学及控制国家重点实验室（南京航空航天大学）自主研究课题资助（ＭＣＭＳ－０２１７Ｇ０１）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（ＮＰ２０１７４０１）；江苏高校优势学科建设工程资助项目

作者简介：陆沛文（１９９３－），男，江苏南通人，硕士研究生，主要研究方向为飞行器起降装置设计。

第４８卷第３期航空计算技术

Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．３２０１８年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ２０１８

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