一种爆炸载荷下舰载机等效模型及其设计方法技术

一种爆炸载荷下舰载机等效模型及其设计方法，涉及爆炸载荷下的舰载机等效模型领域

【技术实现步骤摘要】
一种爆炸载荷下舰载机等效模型及其设计方法


[0001]本专利技术涉及爆炸载荷下的舰载机等效模型设计领域
。

技术介绍

[0002]对航母的爆炸毁伤是目前舰船毁伤研究的重点问题，而舰载机的爆炸毁伤是目前航母毁伤研究的关键问题之一
。
舰载机是一个复杂的系统，主要由飞机蒙皮，机体梁及内部设备组成，对于舰载机在爆炸毁伤下的等效模型设计，不能只是做到外形形似，还要考虑到舰载机的结构毁伤关系
。
如果在真实甲板平台上开展实尺度舰载机精细化模型试验，不仅模型造价昂贵，同时会面制造工艺复杂的问题，对舰载机的爆炸毁伤研究及数据测量都带来了极大的挑战，因此，开展舰载机在爆炸载荷下的等效模型设计是进行舰载机爆炸载荷下的毁伤评估的更好选择
。
目前对飞机类目标的毁伤评估研究大多针对外形相似的飞机模型，不仅造价昂贵，且较少考虑飞机在爆炸冲击载荷下的实际结构毁伤关系，难以为实际的飞机毁伤提供参考
。
综上，如何设计爆炸载荷下舰载机等效模型是亟待解决的技术问题
。
[0003]专利文献
CN216115635U
公开了一种模块化的飞机靶标，该专利文献公开了一种模块化的飞机靶标，包括：机身模块
、
雷达罩模块
、
进气管模块
、
三角机翼模块
、
尾翼模块
、
垂翼模块及尾喷管模块，各模块之间通过螺栓连接，组装为飞机靶标
。
该飞机靶标在外形及结构强度上能够较好的模拟实际飞机，且由于采用模块化设计，该飞机靶标可以实现快速搭建，大大提高了施工效率
。
[0004]专利文献
CN115184887A
公开了一种机翼前缘散射单元
、
飞机雷达靶标及设计方法，该专利文献公开了靶标在电磁特征上可以较好的模拟实际飞机，实现不同大型飞机的机翼前缘电磁散射特征准确模拟
。
然而目前尚未有技术可以体现舰载机在爆炸载荷下的实际结构毁伤关系
。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决了现有技术无法获得爆炸载荷下的实际结构损伤关系的问题
。
采用的技术手段主要是构建爆炸载荷下的舰载机等效模型，然后根据该模型获得舰载机在爆炸载荷下的实际结构毁伤关系
。
本专利技术提供的技术方案在于：
[0006]本专利技术提供一种爆炸载荷下的舰载机等效模型，所述等效模型包括舰载机主体
1、
舰载机机翼
2、
缓冲器3和轴承座4，所述舰载机等效模型为等效缩比模型，所述缓冲器3与轴承座4设置于等效缩尺比的甲板模型上，所述舰载机主体1圆柱壳下方预留三个轴销，其中一个位于舰载机主体1中前端，舰载机主体1底部中轴线上；另外两个位于舰载机主体1中后端，对称位于舰载机主体1底部中轴线两侧
。
[0007]进一步地，提供一种优选实施方式，所述舰载机主体1由加筋圆锥壳和加筋圆柱壳构成
。
[0008]进一步地，提供一种优选实施方式，所述舰载机机翼2由两块梯形加筋板5构成
。
[0009]进一步地，提供一种优选实施方式，舰载机等效模型中还包括横舱壁，所述横舱壁
用于在舰载机等效模型中划分功能区
。
[0010]进一步地，提供一种优选实施方式，所述舰载机机翼2根部采用角钢加强结构，并与舰载机主体相连接
。
[0011]进一步地，提供一种优选实施方式，所述缓冲器3设置为三个，所述缓冲器3的一端通过轴承座4与舰载机主体1底端相连，另一端通过轴承座4与甲板相连
。
[0012]本专利技术还提供一种爆炸载荷下舰载机等效模型设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0013]S1、
根据舰载机目标特性，设计舰载机简化模型，并对舰载机主体内部功能区域进行划分；
[0014]S2、
对
S1
得到的舰载机简化模型中的梁结构进行简化；
[0015]S3、
根据
S2
得到的舰载机简化模型和舰载机所处甲板环境进行缩比，得到舰载机的缩比模型；
[0016]S4、
对
S3
得到的舰载机的缩比模型进行材料等效设计，得到舰载机的等效模型；
[0017]S5、
对
S4
得到的舰载机的等效模型进行减震结构设计，并将舰载机的等效模型安装在缩比的甲板上
。
[0018]进一步地，提供一种优选实施方式，
S2
中舰载机简化模型中的梁结构由带板梁简化为板条梁，所述板条梁与所述带板梁的板厚增加的厚度
h
e
：
[0019][0020]式中，
H
beam
、T
beam
为
S2
中梁结构为矩形截面梁的高和宽，
B
slat
‑
beam
为简化之后的相邻带板梁之间的间距；
[0021]进一步地，提供一种优选实施方式，所述舰载机的缩比模型采用铝合金与低碳钢，铝合金与低碳钢的材料等效关系满足下式：
[0022][0023]式中，
ρ
m
、
σ
m
、
分别为模型的材料密度
、
屈服强度
、
板厚，
ρ
p
、
σ
p
、
分别为原型的材料密度
、
屈服强度
、
板厚
。
[0024]进一步地，提供一种优选实施方式，
S5
中舰载机等效模型的减震结构采用缓冲器实现，所述缓冲器的弹簧刚度
K
与阻尼系数
C
分别为：
[0025][0026][0027]式中，
Δ
H
oil
为舰载机稳定停靠时，由于缓冲器受舰载机重力作用，舰载机的内压缸内液压油高度变化，
m
aircraft
为实际舰载机质量，
g
为重力加速度，
V
max
为舰载机最大允许的垂向速度，
D
stroke
为起落架的最大冲程
。
[0028]本专利技术的有益之处在于：本专利技术是基于舰载机梁简化方法
、
爆炸载荷作用下铝合金板与低碳钢材料等效方法
、
爆炸载荷作用下舰载机动力学响应相似规律等提出了一种爆
炸载荷下舰载机等效模型设计方法
。
[0029]本专利技术不同于其他的舰载机等效模型设计方案，本专利技术考虑了舰载机实际的结构毁伤关系，使得所述模型模拟的情况能够更加符合航母遭受打击时舰载机受到的毁伤实际情况
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，所述等效模型包括舰载机主体
(1)、
舰载机机翼
(2)、
缓冲器
(3)
和轴承座
(4)
，所述舰载机等效模型为等效缩比模型，所述缓冲器
(3)
与轴承座
(4)
设置于等效缩尺比的甲板模型上，所述舰载机主体
(1)
圆柱壳下方预留三个轴销，其中一个位于舰载机主体
(1)
中前端，舰载机主体
(1)
底部中轴线上；另外两个位于舰载机主体
(1)
中后端，对称位于舰载机主体
(1)
底部中轴线两侧
。2.
根据权利要求1所述的爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，所述舰载机主体
(1)
由加筋圆锥壳和加筋圆柱壳构成
。3.
根据权利要求1所述的爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，所述舰载机机翼
(2)
由两块梯形加筋板
(5)
构成
。4.
根据权利要求1所述的爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，舰载机等效模型中还包括横舱壁，所述横舱壁用于在舰载机等效模型中划分功能区
。5.
根据权利要求1所述的爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，所述舰载机机翼
(2)
根部采用角钢加强结构，并与舰载机主体相连接
。6.
根据权利要求1所述的爆炸载荷下的舰载机等效模型，其特征在于，所述缓冲器
(3)
设置为三个，所述缓冲器
(3)
的一端通过轴承座
(4)
与舰载机主体
(1)
底端相连，另一端通过轴承座
(4)
与甲板相连
。7.
一种爆炸载荷下舰载机等效模型设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、
根据舰载机目标特性，设计舰载机简化模型，并对舰载机主体内部功能区域进行划分；
S2、
对
S1
得到的舰载机简化模型中的梁结构进行简化；
S3、
根据
S2
得到的舰载机简化模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治，周晏霈，吴子奇，姚熊亮，冯动，王陈阳，魏庆媛，李玉龙，王锰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：