刘智汉，袁东，刘超

（中国飞行试验研究院飞行仿真航空科技重点实验室，陕西西安 710089）

引言

舰载机起降时，地面对舰载机的作用力和力矩是通过起落架传递的。同样，舰载机要在航母甲板上起降，由于“舰载机-起落架-航母”都在运动，三者构成了一个多体动力学系统，使得航母甲板对舰载机的作用力和力矩传递关系变得更为复杂。利用多体动力学系统模型建立包括“舰载机-起落架-航母”仿真模型，准确描述舰载机、起落架和航母的动力学和运动学关系，是分析舰载机舰基起降动力学特性和开展飞行仿真研究的基础。仿真计算结果表明，舰载机重量、构型、舵面偏角、发动机推力以及航母甲板的运动姿态，都对舰载机的起降成功率和安全性有较大影响。

1 多体动力学系统模型

1.1 舰载机和舰船的相对运动

在机体轴系下，由舰载机质心的速度（u，v，w）、角速度（p，q，r）和起落架轮毂中心在体轴系中的坐标（xwb，ywb，zwb），可得起落架轮毂中心在机体轴系中的速度为:

在舰体系下，由舰船质心的速度（uc，vc，wc）、角速度（pc，qc，rc）和起落架轮毂中心在支撑面的投影点在舰船系的坐标（xwpc，ywpc，zwpc），可得起落架轮毂中心在支撑面投影点的速度为:

在支撑面系下，起落架轮毂中心相对于其在支撑面投影点的速度为:

式中，Lsb为机体轴系到支撑面坐标系的坐标转换矩阵；Lsc为舰体坐标系到支撑面坐标系的坐标转换矩阵。在获得了舰载机轮毂中心相对于支撑面的速度后，便可判断舰载机和支撑面的相对运动关系。……