着水初始条件对水陆两栖飞机着水性能的影响
2021-08-03卢昱锦肖天航邓双厚支豪林朱震浩陆召严
航空学报 2021年7期
关键词:飞机
卢昱锦,肖天航,邓双厚,支豪林,朱震浩,陆召严
南京航空航天大学 航空学院 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室,南京 210016
水陆两栖飞机是一种既能实现水面起降,又拥有陆地起降能力的固定翼飞机[1-3],其独特的任务能力使它在世界航空发展史上始终处于一个特殊地位。水陆两栖特性应用场景十分广泛,不仅可以用于森林灭火和水上救援,还可以完成海洋环境监测、近远海巡逻和战略物资运输等任务[4]。正因为其执行任务环境复杂多变,事故率比常规飞行器高,而数据表明超过90%的水上事故发生在起降阶段[1],这使水陆两栖飞机水面起降性能的研究尤为重要。
水陆两栖飞机起降过程伴随着复杂的流场运动,很难以理论计算的方法准确求解[5];水池试验[6-10]则受限于尺度效应和试验周期长等因素,目前主要用于确定运动稳定边界和基本参数的影响。相比之下,计算流体力学技术的发展尤其是两相流数值求解方法的逐步完善,使得更多的学者借助数值模拟的方法研究水陆两栖飞机起降过程。段旭鹏等[11-12]基于OpenFOAM发展的动态激励盘两相流计算方法研究单断阶高速滑行瞬时状态气动力和水动力特性,并讨论无动力无滑流、无动力有滑流和有动力有滑流并附加平尾操纵力3种状态下飞机的运动规律。对于水陆两栖飞机波浪水面降落的研究,马增辉等[13]采用任意拉格朗日欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)法及罚函数流固耦合方法讨论了不同波浪参数(波高和波长)对飞机耐波性能的影响,并对飞机纵摇、升沉和机艏机艉过载做了分析,其中飞机的气动力通过集中力载荷曲线施加在数值计算模型中。……
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