目的研究攔阻和著艦過程中攔阻鉤的動態(tài)響應(yīng),為攔阻鉤的多沖動力學(xué)分析提供依據(jù)。方法運用PAM-CRASH軟件建立著艦攔阻沖擊動力學(xué)的有限元模型,將整個過程分解為著艦和攔阻兩個不同的階段,考慮柔性體的建模方法。結(jié)果通過仿真分析,得到攔阻著艦過程中響應(yīng)最大的位置,得到繩索攔阻的最大載荷。結(jié)論針對飛機攔阻鉤結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型,就其嚙合過程進行了動力學(xué)仿真,考慮飛機的航向及下沉速度綜合作用下攔阻繩索的動態(tài)響應(yīng),探索了柔性攔阻繩索結(jié)構(gòu)的動力學(xué)模擬方式。 

【文章來源】：裝備環(huán)境工程. 2020,17(09)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

艦載機典型攔阻過程

圖4著艦狀態(tài)沖擊模型Fig4Impactmodeloflandingstatus表1鉤臂在著艦過程中的應(yīng)力應(yīng)變情況Tab.1Stressandstrainofthehookarmduringlanding應(yīng)力/MPa位置鉤臂與緩沖器連接根部鉤臂靠近銷子鉤頭位置左上471.42542.34左下324.78524.65右上467.46524.21右下342.24469.57圖5鉤臂上的應(yīng)力時間歷程Fig.5Stress-timeofthehookarm圖6著艦瞬間緩沖器載荷時間歷程Fig.6Force-timeoftheabsorberatlandingmoment3.2攔阻沖擊分析針對某型預(yù)警機試驗狀態(tài)攔阻過程進行了瞬態(tài)沖擊分析，建立的有限元模型見圖7。緩沖器載荷采用和著艦沖擊一致的狀態(tài)，攔阻索長度取1m，兩端固支。圖8和圖9所示為攔阻瞬間鉤彎根處和繩索上的應(yīng)力云圖。圖7攔阻瞬態(tài)沖擊有限元模型Fig.7Finiteelementmodelforarrestingtransientimpact3.3著艦攔阻沖擊分析攔阻著艦過程中的計算狀態(tài)同3.1小節(jié)一致。圖

會通過攔阻鉤將沖擊載荷梁傳遞到艦載機的機體[4-5]。最早進行艦上攔阻的美國人采用兩端放置砂包的方式而產(chǎn)生了第一代重力型攔阻裝置MK1。由于艦載飛機的著陸方式是撞擊式的，因此攔阻鉤會承受很大的沖擊載荷，高強度鋼絲[6]可以保證攔阻過程的載荷傳遞且不會產(chǎn)生斷裂破壞，并且在使用數(shù)十次后就進行更換[7]。一般來說，攔阻索直徑為35mm。1955年美國超級航母的攔阻系統(tǒng)已經(jīng)可以攔停以150節(jié)速度嚙合、20t的著艦質(zhì)量。圖1艦載機典型攔阻過程Fig.1Typicalarrestingprocessofcarrieraircraft圖2F-35的A型空軍型和C型海軍型攔阻鉤Fig.2ArrestinghookwithconfigAfortheairforceandconfigCforthenavyofF-351攔阻鉤工作原理目前最具有代表性的是美國的MK7系列液壓緩沖式攔阻裝置[8]，其系統(tǒng)組成有：攔阻索、攔阻索支撐系統(tǒng)、攔阻機系統(tǒng)、滑輪緩沖系統(tǒng)、鋼索尾端緩沖系統(tǒng)、鋼索系統(tǒng)、定長沖跑控制系統(tǒng)、復(fù)位系統(tǒng)以及油液冷卻系統(tǒng)等。圖3為MK7型攔阻系統(tǒng)示意圖。圖3MK7型攔阻系統(tǒng)示意Fig.3SchematicdiagramofarrestingsystemofMK7攔阻鉤在飛機著陸時在很短的時間內(nèi)放下，并由縱向緩沖器壓緊在道面上，然后鉤住繩索，隨后帶動攔阻機工作，在規(guī)定的時間或距離內(nèi)耗散掉飛機的動能，以使其很快停下來。柔性繩索與艦載機的攔阻鉤在瞬間接觸過程中，由自由狀態(tài)開始張緊，這是由于攔阻鉤在接觸點產(chǎn)生了攔阻拉力，但由于飛機的前向運動，使得攔阻鉤拉力垂直于繩索。著艦時攔阻鉤嚙合攔阻索的速度和著艦姿態(tài)不僅關(guān)系到作用在飛機結(jié)構(gòu)上的載荷大小，還關(guān)系到飛機在著艦甲板上滑行制動能力和座艙視角以及逃逸復(fù)飛的能力。2理論基礎(chǔ)繩索動力學(xué)問題是高度非線性的問題。1956年Ringleb[8]建立的應(yīng)力?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]艦載飛機攔阻鉤載荷實測方法研究[J]. 楊全偉.  航空學(xué)報. 2015(04)
[2]艦載飛機著艦攔阻動力學(xué)研究綜述[J]. 聶宏,彭一明,魏小輝,張明.  航空學(xué)報. 2014(01)
[3]飛機柔性對前起落架擺振的影響分析[J]. 馮飛,常正,聶宏,張明,彭一明.  航空學(xué)報. 2011(12)
[4]MK7—3阻攔裝置攔阻特點分析[J]. 王海東,畢玉泉,楊炳恒,黃奎.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(09)
[5]飛機攔阻著陸動力學(xué)分析與仿真[J]. 李啟明,馮蘊雯,于立明.  計算機仿真. 2010(01)
[6]飛機對中和偏心攔阻鉤索動力學(xué)分析[J]. 張鑫,李玉龍,劉元鏞,戴川.  機械強度. 2008(04)
[7]也談完全非彈性碰撞和恢復(fù)系數(shù)[J]. 孫安媛,黃沛天.  大學(xué)物理. 2001(03)

碩士論文
[1]柔性梁與剛性地面碰撞動力學(xué)研究及仿真[D]. 羅明聰.南京理工大學(xué) 2006



本文編號：3270132