赵芸可，刘沛清

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京100083）

随着跨水域飞行航线日益增多，飞机在空中遭遇事故需要执行水上紧急降落任务的可能性也随之提高。有计划的水上紧急着陆被称作水上迫降，执行预定的水上迫降程序，飞机受到的纵向和横向载荷将会落在设计范围内［1-2］，同时乘客将有几分钟的准备时间以承受迫降冲击。

目前，飞机水上迫降的研究主要集中在平静水面迫降，形成了人们对水上迫降问题的一般认识。水上迫降过程可以分为4个阶段：触水、冲击、滑行、漂浮，而迫降时产生的极限载荷和姿态的剧烈变化主要发生在触水-冲击阶段，该阶段通常在几秒内结束，整个过程呈剧烈的非线性变化。水上迫降常用的研究方法包括理论分析、模型实验和数值模拟。

在理论分析方面，入水冲击载荷研究最早可追溯到1929年，Von［3］引入的附加质量力概念，计算了楔形体入水的冲击载荷；1932年，Wagner［4］改进了Von的理论，考虑了入水冲击中液面的抬升和喷溅对冲击的影响，这使得模拟的最大冲击力更接近实验值。在上述工作基础上，Dobrovol’skaya［5］讨论了恒速入水和变速入水对冲击的影响；Greenhow［6］讨论了喷溅根部压强问题；Zhao和Faltinsen［7-8］给出了一般形状物体入水冲击的计算方法。上述方法仅适用于处理具有简单几何形状结构入水问题，对于复杂几何形状的入水冲击的建模，仍然存在很多限制。

模型实验以研究飞机水上迫降的最佳迫降策略为主要目的。1953年，Mcbride和Fisher［9］进行了9种不同机身形状缩比模型的迫降实验，测量了水平速度、姿态角、重心高度的变化历程，实验数据成为此后众多数值模拟方法的验证基础。……