大型水陆两栖飞机抗浪需求分析

doi:10.7527/S1000-6893.2024.31145

固体力学与飞行器总体设计

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大型水陆两栖飞机抗浪需求分析

杨荣¹^,²^,³, 杨智春¹^,²(), 魏浩格³

^1.西北工业大学航空学院，西安 710072
^2.强度与结构完整性全国重点实验室，西安 710072
^3.中航通飞华南飞机工业有限公司，珠海 519000

收稿日期:2024-09-03 修回日期:2024-10-15 接受日期:2024-12-19 出版日期:2024-12-24 发布日期:2024-12-23
通讯作者: 杨智春 E-mail:yangzc@nwpu.edu.cn
基金资助:
航空科学基金(20220015053002)

Demand analysis of wave resistance for large amphibious aircraft

Rong YANG¹^,²^,³, Zhichun YANG¹^,²(), Haoge WEI³

^1.School of Aeronautics，Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China
^2.National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity，Xi’an 710072，China
^3.AVIC General Huanan Aircraft Industry Co. ?，Ltd. ，Zhuhai 519000，China

Received:2024-09-03 Revised:2024-10-15 Accepted:2024-12-19 Online:2024-12-24 Published:2024-12-23
Contact: Zhichun YANG E-mail:yangzc@nwpu.edu.cn
Supported by:
Aeronautical Science Foundation of China(20220015053002)

摘要/Abstract

摘要：

我国海域辽阔，随着海洋活动增多，中远海域水上救援的需求越来越迫切。现有以直升机与船舶为主的救援体系存在任务距离短、抵达时间长等局限。大型水陆两栖飞机具有航程远、速度快和能水面起降的优势，能够在中远海域实施快速有效的救援，是构建我国水上救援力量的关键航空装备。在影响水陆两栖飞机实施水上救援任务出勤率和性能的因素中，抗浪能力是关键因素之一。通过研究大型水陆两栖飞机水上救援任务模式对飞机的要求，基于救援任务目标海域的海况数据，提出了一种抗浪需求分析流程和方法，能够将抗浪需求量化为飞机与抗浪能力相关的设计指标，为大型水陆两栖飞机的研制和水上救援体系的建设提供了技术参考。

关键词: 水陆两栖飞机, 水上救援, 抗浪能力, 航空装备, 水载荷

Abstract:

China’s maritime territory is vast， and with the increase of Marine activities， the demand for rescue operations in the medium to long-range sea is urgent. The existing rescue system， primarily based on helicopters and ships， has limitations such as short mission range and long response times. Large amphibious aircraft， with its long range， high speed and ability of taking off and landing on the water surface， can conduct fast and effective rescue in medium and long-range sea areas， and is the key aviation equipment for building water rescue force. Among the factors that affect the attendance rate and efficiency of rescue mission， the ability to resist waves is one of the key factors. By studying the requirements of large amphibious aircraft on water rescue mission mode， based on the sea state data of the target sea area of the rescue mission， a process and method of wave resistance demand analysis are established， which can further quantify the wave resistance demand into the design index related to the aircraft’s wave resistance ability and provide reference for the development of large water rescue amphibious aircraft and the construction of emergency rescue system.

Key words: amphibious aircraft, water rescue, wave resistance, aviation equipment, water load

中图分类号:

V271.5

杨荣, 杨智春, 魏浩格. 大型水陆两栖飞机抗浪需求分析[J]. 航空学报, 2025, 46(10): 331145.

Rong YANG, Zhichun YANG, Haoge WEI. Demand analysis of wave resistance for large amphibious aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2025, 46(10): 331145.

图/表 15

图 1

图 2

图 3

图 4

图 5

图6

表1

表2

图 7

图 8

表3

式（2）计算的相关参数及计算结果

参数	数值	参数	数值
$λ b$	10	$l b$ /m	33
$W / t$	80	$H 1 / 3$ /m	1.97

表3

图9

表4

表5

式（3）计算的相关参数及计算结果

参数	数值	参数	数值
$Δ n$	3	$λ b$	10
$l b$ /m	25	$W t$ /t	25
$W$ /t	32	$β / (°)$	23.5
V/（m·s^-1）	29	$H 1 / 3$ /m	2.01

表5

表6

参考文献 27

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波高/m	风速/（m·s^-1）					合计
波高/m	［0， 3）	［3， 6）	［6， 9）	［9， 12）	［12， +∞）	合计
合计	9.7	32.4	33.6	17.9	6.4	100
［0， 0.5）	0	0	0	0	0	0
［0.5， 0.75）	0.7	1	0	0	0	1.7
［0.75， 1.25）	4.8	13.8	4.5	0.1	0	23.2
［1.25， 1.5）	1.8	6.9	6.1	0.3	0	15.1
［1.5， 1.75）	1.2	4.8	6.8	1	0	13.8
［1.75， 2）	0.6	2.8	6.2	1.8	0	11.4
［2， 3）	0.6	2.8	9.2	11.3	1	24.9
［3， +∞）	0	0.3	0.8	3.4	5.4	9.9

波高/m	波长/m					合计
波高/m	［20， 40）	［40， 60）	［60， 80）	［80， 100）	［100，+∞）	合计
合计	3.6	23.5	35.4	22.7	14.8	100
［0， 0.5）	0	0	0	0	0	0
［0.5， 0.75）	0.4	1	0.4	0	0	1.8
［0.75， 1.25）	2.1	9.2	8.8	2.8	0.5	23.4
［1.25， 1.5）	0.7	4.7	5.4	3.3	1.1	15.2
［1.5， 1.75）	0.3	3.6	4.6	3.4	1.8	13.7
［1.75， 2）	0.1	2.5	4.2	2.9	1.9	11.6
［2， 3）	0	2.5	10.4	6.5	5.1	24.5
［3， +∞）	0	0	1.6	3.8	4.4	9.8

风速/（m·s^-1）	风速概率a/%	对应出勤率 b/%	着水救援出勤率 a·b/%
合计	100		87.70
［0， 3）	9.7	85.89	8.33
［3， 6）	32.4	82.95	26.88
［6， 9）	33.6	92.07	30.94
［9， 12）	17.9	89.53	16.03
［12， +∞）	6.4	86.22	5.52

风速/（m·s^-1）	风速概率a/%	对应出勤率b/%	着水救援出勤率 a·b/%
合计	100		90.40
［0， 3）	9.7	91.21	8.85
［3， 6）	32.4	88.02	28.52
［6， 9）	33.6	93.14	31.30
［9， 12）	17.9	90.57	16.21
［12， +∞）	6.4	86.22	5.52

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