[发明专利]一种飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法

说明书

本发明公开一种飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法：包括：步骤1，获取飞机机身底部结构的几何特征角度；步骤2，根据飞机的几何特征角度α，计算与几何特征角度α对应的飞机构型的垂直入水的压力峰值；步骤3，根据步骤2中计算出的垂直入水的压力峰值，步骤1中获取的几何特征角度α，以及预先构建的吸力模型，获取飞机水上迫降时机身底部吸力；其中，吸力模型中引入基于飞机构型的峰值衰减系数，不同几何特征角度α对应的飞机构型具有其相应的峰值衰减系数。本发明通过建立飞机水上迫降时机身底部吸力修正工程模型，以解决目前SPH方法进行飞机水上迫降分析时不能模拟机身底部吸力效应的技术问题。

技术领域

本发明涉及但不限于飞机结构动力学和水动力学技术领域，具体涉及一种飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法。

背景技术

飞机水上迫降动力学分析时，机身与水面碰撞瞬间，随着流速的增大，水压将会减小，当水压减小到静压以下时，就会产生气穴现象，从而产生对后机身的吸力。如果在水上迫降分析中不考虑机身底部吸力的影响，飞机的动态响应的误差将比较大。图1所示为吸力效应对水上迫降时飞机姿态角的影响。考虑了机身底部的吸力效应后，飞机的姿态角变化与试验结果的趋势比较一致。

目前没有比较合适的描述飞机水上迫降时机身底部吸力的方法，导致分析误差比较大。文献《Crash on Water:A High Multi-physics Problem》(N,KohlgruberD.Crash on Water:A High Multi-physics Problem.//EUROPAM2004,14th EuropeanConference and Exhibition on Digital Dimulation for Virtual Engineering,Paris,France,2004.)中开展了基于光滑粒子流体动力学(简称为：SPH)方法的飞机水上迫降动力学分析，分析时采用机身底部吸力假设为集中力，由于没有给出吸力的具体形式，不能反映不同飞机构型的机身结构特征，其适用性较差。

发明内容

本发明的目的是：本发明实施例提供一种飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法，通过建立飞机水上迫降时机身底部吸力修正工程模型，以解决目前SPH方法进行飞机水上迫降分析时不能模拟机身底部吸力效应的技术问题。

本发明的技术方案是：本发明实施例提供一种飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法，包括：

步骤1，获取飞机机身底部结构的几何特征角度α；

步骤2，根据所述飞机的几何特征角度α，计算与所述几何特征角度α对应的飞机构型的垂直入水的压力峰值；

步骤3，根据步骤2中计算出的垂直入水的压力峰值，步骤1中获取的几何特征角度α，以及预先构建的吸力模型，获取飞机水上迫降时机身底部吸力；其中，所述吸力模型中引入基于飞机构型的峰值衰减系数，不同几何特征角度α对应的飞机构型具有其相应的峰值衰减系数。

可选地，如上所述的飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法中，所述步骤3之前，还包括：

对飞机水上迫降时的机身底部空气吸力与水压峰值P、下沉速度v、运动时间t、飞机机身底部结构的几何特征角度α的关系进行分析，建立飞机水上迫降时机身底部吸力的吸力模型。

可选地，如上所述的飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法中，所述机身底部吸力的吸力模型为：

其中，β为峰值衰减系数，t为飞机与水面的作用时间，根据飞机构型的不同，所述峰值衰减系数β的取值为0.5～0.8。

可选地，如上所述的飞机水上迫降机身底部吸力的确定方法中，所述步骤1包括：

步骤11，确定飞机机身的几何特征；

步骤12，根据飞机机身的几何特征，确定几何特征角度α为机身底部结构与水面的夹角。