一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法技术

本发明专利技术属于水陆两栖飞机水载荷设计领域，针对着水载荷精准计算问题，提供了一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，包括：步骤一、根据水陆两栖飞机水面降落海洋环境数据库，获得遭遇海浪的三一波高，确定波浪状态系数；步骤二、根据水陆两栖飞机船底参数及水面降落姿态角，确定船底冲击附加质量系数；步骤三、根据水陆两栖飞机水面降落进场姿态角、航迹角确定进场参数；步骤四、根据波浪状态系数、附加质量系数及进场参数，确定着水载荷理论系数及着水载荷系数计算方法。本发明专利技术适用于工程应用的水陆两栖飞机着水载荷准确预报。两栖飞机着水载荷准确预报。两栖飞机着水载荷准确预报。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法


[0001]本专利技术属于水陆两栖飞机水载荷设计领域，具体涉及一种水陆两栖飞机着水载荷计算方法。

技术介绍

[0002]水面降落是水陆两栖飞机正常的使用模式，由于水面环境的复杂，特别是波浪条件下引起强非线性水载荷，严重时导致水陆两栖飞机船底变形或破坏，因此着水载荷是水陆两栖飞机主要的设计载荷，合理准确预计着水载荷对于水陆两栖飞机结构设计和强度校核是十分重要的。水陆两栖飞机着水载荷影响因素是十分复杂的，与水陆两栖飞机船底外形、重量、着水速度、飞行参数及波浪环境因素密切相关，将水陆两栖飞机着水载荷与各影响因素联系起来，从而建立一种定量关系，尤其将着水载荷理论系数与波浪环境对应起来是十分必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：针对着水载荷精准计算问题，提供了一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，为水陆两栖飞机结构设计与强度校核提供准确的载荷输入，提高水陆两栖飞机水面降落安全性。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，包括：
[0006]步骤一、根据水陆两栖飞机水面降落海洋环境数据库，获得遭遇海浪的三一波高，确定波浪状态系数；
[0007]步骤二、根据水陆两栖飞机船底参数及水面降落姿态角，确定船底冲击附加质量系数；
[0008]步骤三、根据水陆两栖飞机水面降落进场姿态角、航迹角确定进场参数；
[0009]步骤四、根据波浪状态系数、附加质量系数及进场参数，确定着水载荷理论系数及着水载荷系数计算方法。
[0010]步骤一具体为：
[0011]根据水陆两栖飞机实机水面降落海洋环境，获取实际着水海域三一波高，根据波浪状态系数计算表达式：C
h
＝0.065H2+0.4H+1，计算得出水陆两栖飞机波浪状态系数C
h
；其中，H为着水海域三一波高。
[0012]步骤二具体为：
[0013]测量水陆两栖飞机断阶处的船底斜升角，测量水陆两栖飞机着水姿态角，再根据附加质量系数计算表达式：计算得出水陆两栖飞机着水船底附加质量系数K；式中，β为断阶处船底斜升角，τ为飞机着水姿态角，
[0014]步骤三具体为：
[0015]测量水陆两栖飞机断阶处船底斜升角、着水姿态角及飞机着水航迹角，再根据进场参数计算表达式计算得出水陆两栖飞机着水进场参数B；式中，γ为飞机着水航迹角，A为参数，ρ为水的密度。
[0016]步骤四具体为：
[0017]在得出水陆两栖飞机波浪状态系数、附加质量系数和着水进场参数之后，再根据着水载荷理论系数计算表达式C＝C
h
BK
1/3
，计算得出水陆两栖飞机着水载荷理论系数C；
[0018]根据水陆两栖飞机着水失速速度、着水重量以及着水载荷系数计算表达式计算得出水陆两栖飞机着水载荷系数；式中，n
w
为着水载荷系数，V为水陆两栖飞机着水失速速度；W为飞机着水重量。
[0019]0.5m≤H≤3.2m。
[0020]15
°
≤β≤25
°
；3
°
≤τ≤6
°
。
[0021]1°
≤γ≤4
°
。
[0022]本专利技术的优点是：
[0023]本专利技术提供的水陆两栖飞机着水载荷计算方法，解决了水陆两栖飞机着水载荷影响因素多、定量分析难等问题，建立了多因素影响下的着水载荷数学模型，得到了着水载荷理论系数与三一波高的对应关系，建立了可适用于工程应用的水陆两栖飞机着水载荷准确预报方法。
附图说明
[0024]图1是本专利技术水陆两栖飞机断阶处船底斜升角示意图。
[0025]图2是本专利技术水陆两栖飞机着水姿态角、航迹角示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0027]针对着水载荷精准计算问题，本专利技术提供了一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，将着水载荷系数与各影响因素联系起来，合理准确进行着水载荷预计，为水陆两栖飞机结构设计与强度校核提供准确的载荷输入，提高水陆两栖飞机水面降落安全性。
[0028]本专利技术提出的水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法具体实施方式如下：
[0029]一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，用于计算水陆两栖飞机结构设计和强度校核时载荷输入，包括：波浪状态系数、附加质量系数、进场参数、着水载荷理论系数。
[0030]根据水陆两栖飞机实机水面降落海洋环境，查询海洋数据库中当前海域的三一波高或者根据机载式无线设备测试着水海域三一波高，波浪状态系数计算表达式如下：
[0031]C
h
＝0.065H2+0.4H+1(0.5m≤H≤3.2m)
[0032]式中，C
h
为波浪状态系数，H为着水海域三一波高。
[0033]根据水陆两栖飞机断阶处的船底斜升角、着水姿态角，附加质量系数计算表达式如下：
[0034][0035]式中，β为断阶处船底斜升角，见附图1，τ为飞机着水姿态角，见附图2，
[0036]根据水陆两栖飞机断阶处船底斜升角、着水姿态角、飞机着水航迹角，进场参数计算表达式如下：
[0037][0038]式中，γ为飞机着水航迹角，见附图2，A为参数，通过下表插值取得。
[0039]tanτ/tan(τ+γ)Atanτ/tan(τ+γ)A0.950.032240.450.413180.90.075360.40.440520.850.120310.350.466260.80.164520.30.490560.750.206890.250.513540.70.246990.20.535310.650.284690.150.556000.60.320020.10.575660.550.353100.050.594410.50.38410
‑
0.050.62944
[0040]根据水陆两栖飞机波浪状态系数、附加质量系数和着水进场参数，着水载荷理论系数计算表达式如下：
[0041]C＝C
h
BK
1/3
[0042]式中，C为着水载荷理论系数，B为着水进场参数，K为附加质量系数。
[0043]在得出着水载荷理论系数之后，水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法如下：
[0044][0045]式中，n
w
为着水载荷系数，V为水陆两栖飞机着水失速速度，m/s；W为飞机着水重量，kg。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，其特征在于，包括：步骤一、根据水陆两栖飞机水面降落海洋环境数据库，获得遭遇海浪的三一波高，确定波浪状态系数；步骤二、根据水陆两栖飞机船底参数及水面降落姿态角，确定船底冲击附加质量系数；步骤三、根据水陆两栖飞机水面降落进场姿态角、航迹角确定进场参数；步骤四、根据波浪状态系数、附加质量系数及进场参数，确定着水载荷理论系数及着水载荷系数计算方法。2.如权利要求1所述的一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，其特征在于，步骤一具体为：根据水陆两栖飞机实机水面降落海洋环境，获取实际着水海域三一波高，根据波浪状态系数计算表达式：C
h
＝0.065H2+0.4H+1，计算得出水陆两栖飞机波浪状态系数C
h
；其中，H为着水海域三一波高。3.如权利要求1所述的一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，其特征在于，步骤二具体为：测量水陆两栖飞机断阶处的船底斜升角，测量水陆两栖飞机着水姿态角，再根据附加质量系数计算表达式：计算得出水陆两栖飞机着水船底附加质量系数K；式中，β为断阶处船底斜升角，τ为飞机着水姿态角，4.如权利要求1所述的一种水陆两栖飞机着水载荷系数计算方法，其特征在于，步骤三具体为：测量水陆两栖飞机断阶处船底斜升角、着水姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奇，吴彬，焦俊，李徐，许靖锋，王凡，吴靖恒，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：