大型飞机货物投放动响应分析

admin · 发表于 2024-3-10 14:47:05

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货物和设备的空中投放是运输机的一种重要工作模式。货物投放是一个多体耦合运动历程，这致使飞机和货物成为线性时变系统。本文根据国内外的研究现状和工程应用需求，提出系统的弹性飞机货物投放动响应分析方法，并结合数值算例和一套地面时变系统的动响应试验来验证分析方法的正确性和有效性。本文的主要贡献在于：(1) 建立弹性飞机货物投放一般运动方程。建立了弹性飞机货物投放一般运动刚体/弹性自由度耦合方程。推导了飞行力学和气动弹性力学中的静气动弹性配平方程。建立了无控/有控飞机货物投放动响应分析状态空间方程。这将飞行力学和气动弹性力学两个领域内的研究统一起来。(2) 提出飞机货物投放动响应分析方法。针对忽略/考虑货物舱内移动过程的投放动响应分析，依据弹性飞机货物投放一般运动方程，分别采用“双模态”法和稳定模态基底法，详细讨论并给出运动方程中的各项表达式，可以进行单件货物投放分析、多件货物连投分析及投放参数研究。对某运输机的数值算例表明：刚体运动模态与弹性振动模态之间的耦合是比较明显的，这会对飞行力学和气动弹性特性产生影响；单独只考虑刚体自由度或弹性自由度，都可能造成分析失败。(3) 开展飞机货物投放参数研究，发现一些有价值的规律。针对影响飞机货物投放动响应的若干参数进行研究，包括货物质量、货物初始放置位置、货物投放时间间隔等，得到一些重要的规律，为飞机载荷分析、强度校核提供依据。(4) 进行时变系统动响应分析方法的试验验证。设计了一套可以进行地面动响应测试的时变系统。数值计算和地面动响应试验结果吻合的比较好，验证了稳定模态基底法在线性时变系统动响应分析应用中的正确性。

大型飞机货物投放动响应分析

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