飛機(jī)可能因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)或起落架故障等原因不能或沒(méi)有時(shí)間在合適的場(chǎng)地降落,在附近水上緊急迫降是一個(gè)相對(duì)安全的做法。飛機(jī)水上迫降是一個(gè)強(qiáng)非線性水動(dòng)力問(wèn)題,飛機(jī)的降落速度一般超過(guò)240 km/h,巨大的水動(dòng)力砰擊載荷會(huì)導(dǎo)致機(jī)身結(jié)構(gòu)破損甚至機(jī)身折斷。本文應(yīng)用商業(yè)CFD軟件STAR-CCM+對(duì)飛機(jī)在靜水及波浪環(huán)境中降落進(jìn)行數(shù)值模擬,研究飛機(jī)初始運(yùn)動(dòng)條件及波浪要素對(duì)飛機(jī)降落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和砰擊載荷的影響。采用重疊網(wǎng)格法和6自由度流固耦合模型模擬飛機(jī)運(yùn)動(dòng),采用VOF模型捕捉自由面變化。由于飛機(jī)入水是高雷諾數(shù)問(wèn)題,本文采用Realiablek-ε湍流模型模擬流場(chǎng)變化。首先計(jì)算楔形體和圓錐體自由入水,通過(guò)與已有實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比,驗(yàn)證了本文數(shù)值模型計(jì)算簡(jiǎn)單物體入水的可靠性。為進(jìn)一步驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,本文研究了楔形體垂向入水和斜向入水過(guò)程;將斜向入水結(jié)果與勢(shì)流理論邊界元法（BEM）結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)楔形體斜向入水時(shí)尖部后緣壓力與BEM方法結(jié)果有較大差別,而其他位置壓力吻合較好。本文對(duì)楔形體入水其表面壓力變化規(guī)律進(jìn)行研究。分析楔形體的斜向入水速度和底升角對(duì)壓力的影響。計(jì)算結(jié)果顯示楔形體在入水過(guò)程中尖角后緣會(huì)有渦的脫... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２飛機(jī)在水上降落觸水后機(jī)身典型破損位置??顯示了全美航空〗５４９號(hào)在哈德遜河降落后，乘員通過(guò)救生艇安全撤退

ｉ—ＢｉｔｔＢＢｉｉ—ｍＩ??（ｃ）??圖１．２飛機(jī)在水上降落觸水后機(jī)身典型破損位置??顯示了全美航空〗５４９號(hào)在哈德遜河降落后，乘員通過(guò)救生艇安全撤退。關(guān)于飛機(jī)水上??降落的大量研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段考慮水上降落性能，飛機(jī)在遇到緊急??情況時(shí)，如果降落方式得當(dāng)，飛機(jī)在水上迫降比在陸地迫降更加安全。飛機(jī)水上迫降是??一個(gè)高速入水過(guò)程，飛機(jī)最小的迫降速度不低于２４０ｋｍ／ｈ，如果飛機(jī)的降落姿態(tài)或降落??速度不當(dāng)，巨大的水動(dòng)力砰擊載荷可能造成機(jī)身破損甚至折斷，給成員生命安全造成巨??大的威脅。圖１．２顯示了飛機(jī)在高速大傾角入水時(shí)可能發(fā)生的典型破損位置。世界各國(guó)??的飛機(jī)制造商與航空管理部門(mén)都在積極展幵飛機(jī)的水上迫降問(wèn)題研究。結(jié)合水上迫降的??２??

這種情況下飛行員可以根據(jù)風(fēng)浪情況調(diào)整飛機(jī)的飛行姿態(tài)，盡量減小飛機(jī)受到的砰擊載??荷從而最大可能保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性，為乘員的逃離營(yíng)造足夠的時(shí)間。飛機(jī)水上降落??一般分為四個(gè)階段，接近水面階段、砰擊階段、減速階段、漂浮階段，如圖１．３所示。．??接近水面階段是指與水面接觸之前到機(jī)身接觸水面的過(guò)程，此時(shí)飛機(jī)還沒(méi)有接觸水面，??這個(gè)階段主要是調(diào)整飛機(jī)的飛行姿態(tài)和速度，此階段將直接影響砰擊過(guò)程的劇烈程度，??如果飛機(jī)入水姿態(tài)調(diào)整不合適，可能直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破損，甚至更嚴(yán)重的事故；砰擊階段??是指飛機(jī)剛接觸水面時(shí)，機(jī)身所受載荷及壓力急劇增加階段，此階段飛機(jī)會(huì)劇烈運(yùn)動(dòng)，??所受的砰擊載荷也最大；飛機(jī)的減速階段是飛機(jī)經(jīng)歷砰擊后繼續(xù)向前做相對(duì)緩慢的俯仰??運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度也逐漸減�。黄‰A段是飛機(jī)在水面滑行停止后漂浮在水面的狀態(tài)，??這個(gè)階段是機(jī)組乘員逃生的黃金時(shí)期，飛機(jī)漂浮的時(shí)間長(zhǎng)短將直接影響機(jī)上人員的安全。??飛機(jī)的有計(jì)劃水上迫降過(guò)程中一般機(jī)尾先觸水�？紤]到較高的飛行速度，隨著入水??距離的增加

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]船槳舵相互作用的重疊網(wǎng)格技術(shù)數(shù)值方法研究[D]. 沈志榮.上海交通大學(xué) 2014
[2]流體與結(jié)構(gòu)砰擊的相似解與時(shí)域分析[D]. 許國(guó)冬.哈爾濱工程大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3050085