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舰载机弹射起飞动力学仿真分析

杨磊松  
【摘要】:舰载机是航空母舰的主要攻防武器,舰载机能否迅速可靠地起飞是保证航空母舰战斗力的最重要的技术条件之一。弹射起飞作为已经被广泛应用的舰载机起飞技术,具有许多突出的优点和广阔的应用前景,而目前我国在理论和试验各方面对弹射起飞技术的研究还很不成熟。因此,对舰载机弹射起飞时的动力学响应进行系统深入的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。 近年来,随着多体系统动力学理论和计算机技术的发展,出现了虚拟样机技术软件ADAMS,使得过去繁杂的动力学分析和求解过程变得简单起来。本文首先阐述了舰载机的弹射起飞过程,推导了起落架缓冲系统各分力的表达式,然后基于多体系统动力学理论,建立了描述舰载机弹射起飞运动的五自由度多体系统动力学模型,给出了系统的动力学微分方程;在此基础上,以ADAMS软件为分析工具,建立了舰载机弹射起飞的虚拟样机模型,并进行了动力学仿真,深入分析了舰载机的质心位置、迎角和起落架空气弹簧力等参数的动态响应特性,获得了一些具有工程参考价值的结论;最后讨论了舰载机的起飞质量、发动机推力和初始迎角对离舰下沉量的影响,结果表明减小起飞质量、增大发动机推力或适量增加初始迎角有利于改善弹射起飞的离舰航迹,提高弹射起飞性能。


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