偏航状态下拦阻钩挂索动力学分析

doi:10.7527/S1000-6893.2014.0199

固体力学与飞行器总体设计

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偏航状态下拦阻钩挂索动力学分析

彭一明, 聂宏, 张明, 魏小辉

南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室, 南京 210016

收稿日期:2014-06-12 修回日期:2014-08-01 出版日期:2015-06-15 发布日期:2014-09-12
通讯作者: 聂宏 Tel.: 025-84892411 E-mail: hnie@nuaa.edu.cn E-mail:hnie@nuaa.edu.cn
作者简介:彭一明男, 博士研究生。主要研究方向: 舰载机着舰拦阻动力学。 Tel: 025-84891024 E-mail: yimingpeng@nuaa.edu.cn;聂宏男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向: 飞机起落架装置设计、结构疲劳与断裂及飞机起落架自适应控制技术。 Tel: 025-84892411 E-mail: hnie@nuaa.edu.cn;张明男, 博士, 副教授, 硕士生导师。主要研究方向: 飞行器起落装置设计、飞行器系统动力学。 Tel: 025-84892384 E-mail: zhm6196@nuaa.edu.cn;魏小辉男, 博士, 教授, 硕士生导师。主要研究方向: 飞行器起落装置设计与分析、飞行器CAD/CAE与飞行仿真。 Tel: 025-84892384 E-mail: wei_xiaohui@nuaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金 (11372129, 51105197); 江苏高校优势学科建设工程资助项目

Dynamics analysis of arresting hook following engagement of an arresting cable in yaw condition

PENG Yiming, NIE Hong, ZHANG Ming, WEI Xiaohui

State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2014-06-12 Revised:2014-08-01 Online:2015-06-15 Published:2014-09-12
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (11372129, 51105197); A Project Funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions

摘要/Abstract

摘要：

为了使舰载机能安全顺利地在舰上回收,分析了飞机着舰拦阻时,拦阻钩撞击甲板悬索后钩组件上转的动力学成因。在考虑弯折波的基础上,分析了飞机在偏航着舰时拦阻钩发生横向摆动的成因,建立了偏航着舰时拦阻钩上转和横摆动力学模型。研究了偏航角和钩索之间的摩擦系数对拦阻钩横向摆动的影响,并考虑了轮胎压索以及钩臂与铰接点轨迹之间的初始夹角对拦阻钩上转性能的影响。结果表明:因偏航着舰,挂索后拦阻钩上转过程中出现了横向运动;横向运动的最大摆角随偏航角和摩擦系数的增大而增大;轮胎压索导致悬索弹起,拦阻钩到达时,悬索的高度对拦阻钩上转运动没有明显的影响,但是悬索过高会使拦阻钩有弹跳脱钩的危险。

关键词: 拦阻钩, 悬索, 弯折波, 偏航, 动力学

Abstract:

In order to recycle the carrier-based aircraft safely, a research is conducted on the dynamics explanations of the upswing motion of an arresting hook unit immediately following engagement of an arresting cable. The dynamics explanations of the lateral swing motion of the hook in yaw condition are explored, with the kink-wave that travels along the arresting cable considered. Upswing and lateral swing dynamics model of an arresting hook in yaw condition is established. The impact of yaw angle and friction coefficient between hook and cable on the lateral swing motion of arresting hook is studied. The dynamics performances of upswing affected by arresting cable being depressed by passage of aircraft wheels and the first angle of hook suspension with respect to the path of the hinge point are analyzed. The results show that the lateral component of the motion of hook is nonzero in yaw condition. The maximum angle changes of lateral swing motion get larger with yaw angle and friction coefficient between hook and cable. After depressed, the cable rears up to a height. The height has little effect on the upswing motion, but if the height is too high, there is a risk that the contact between hook and cable will be lost.

Key words: arresting hook, arresting cable, kink-wave, yaw, dynamics

中图分类号:

V226

彭一明, 聂宏, 张明, 魏小辉. 偏航状态下拦阻钩挂索动力学分析[J]. 航空学报, 2015, 36(6): 1876-1884.

PENG Yiming, NIE Hong, ZHANG Ming, WEI Xiaohui. Dynamics analysis of arresting hook following engagement of an arresting cable in yaw condition[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2015, 36(6): 1876-1884.

参考文献

[1] Liu G. Investigation on arresting dynamics for carrier-based aircraft with consideration of arresting hook bounce[D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2009 (in Chinese). 柳刚. 舰载飞机着舰拦阻钩碰撞及拦阻动力学研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2009.
[2] Thomlinson J. A study of the aircraft arresting-hook bounce problem, R. & M. No. 2980[R]. London: Her Majesty's Stationery Office, 1954.
[3] Corporation E A S. Safety bulletin[R]. Plaisir Cedex: Engineered Arresting Systems Corporation, 2004.
[4] Liu G, Nie H. Dynamics of arresting hook bounce after initial touchdown and impacting with deck[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2009, 30(9): 1672-1677 (in Chinese). 柳刚, 聂宏. 拦阻钩初次碰撞道面反弹动力学[J]. 航空学报, 2009, 30(9): 1672-1677.
[5] Liu G, Nie H. Dynamics of bounce of aircraft arresting hook impacting with deck and performance of arresting hook longitudinal damper[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2009, 30(11): 2093-2099 (in Chinese). 柳刚, 聂宏. 飞机拦阻钩碰撞动力学和拦阻钩纵向阻尼器性能[J]. 航空学报, 2009, 30(11): 2093-2099.
[6] Zhu Q D, Meng X, Zhang Z. Simulation research on motion law of arresting hook during landing[J]. Applied Mechanics and Materials, 2013, 300-301: 997-1002.
[7] Gao Z J. A discussion of bounce kinematics of aircraft arresting hook and cable dynamics[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 1990, 11(12): B543-B548 (in Chinese). 高泽迥. 飞机拦阻钩振动运动学和拦索动力学研究[J]. 航空学报, 1990, 11(12): B543-B548.
[8] Nie H, Peng Y M, Wei X H, et al. Overview of carrier-based aircraft arrested deck-landing dynamics[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2014, 35(1): 1-12 (in Chinese). 聂宏, 彭一明, 魏小辉, 等. 舰载飞机着舰拦阻动力学研究综述[J]. 航空学报, 2014, 35(1): 1-12.
[9] Zhang X, Li Y L, Liu Y Y, et al. Arresting hook and cable dynamics of aircraft arrest landing on or off center[J]. Journal of Mechanical Strength, 2008, 30(4): 549-554 (in Chinese). 张鑫, 李玉龙, 刘元镛, 等. 飞机对中和偏心拦阻钩索动力学分析[J]. 机械强度, 2008, 30(4): 549-554.
[10] Zhang S S. Nonlinear optimal control of aircraft arresting process[D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2008 (in Chinese). 张澎森. 飞机拦阻过程的非线性最优控制[D].南京: 南京航空航天大学, 2008.
[11] Luo Q, Feng Y W, Feng Y S. Dynamic analysis and simulation of carrier aircraft arrested deck-landing based on kink-wave[J]. Journal of Mechanical Strength, 2009, 31(4): 543-547 (in Chinese). 罗青, 冯蕴雯, 冯元生. 基于弯折波的舰载机拦阻着舰动力学分析及仿真研究[J]. 机械强度, 2009, 31(4): 543-547.
[12] Liang L H, Wan C, Xun P P. Study on the dynamics performance of aircraft arresting cable[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2013, 34(4): 833-839 (in Chinese). 梁利华, 万晨, 荀盼盼. 飞机拦阻索动态特性研究[J]. 航空学报, 2013, 34(4): 833-839.
[13] Zhang P, Jin D P. Control of arresting process for carrier aircraft considering kink-wave[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2011, 32(11): 2008-2015 (in Chinese). 张萍, 金栋平. 计及弯折波的舰载机拦阻过程控制[J]. 航空学报, 2011, 32(11): 2008-2015.
[14] Ringleb F O. Cable dynamics[R]. Philadelphia, PA: Naval Air Engineering Facility Engineering Department, 1956.
[15] The Chief Committee of Aircraft Design Manual. Aircraft design manual: takeoff and landing system design[M]. Beijing: Aviation Industry Press, 2002: 320-321 (in Chinese). 飞机设计手册总编委会. 飞机设计手册:起飞着陆系统设计[M]. 北京: 航空工业出版社, 2002: 320-321.
[16] Eggleston J. Aviation boatswain's mate E, NAVEDTRA 14310[R]. Pensacola, FA: Naval Education and Training Professional Development and Technology Center, 2001: 3-33.

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[1]	韩大炜, 郑世界, 庹攸隶, 葛明玉, 宋黎明, 李新乔, 文向阳, 熊少林. 利用GECAM卫星Crab脉冲星观测数据的定轨分析[J]. 航空学报, 2023, 44(3): 526641-526641.
[2]	孟繁敏, 马诺, 马文朝, 孟军辉, 李文光. 斜掠气梁充气翼湿模态分析与试验[J]. 航空学报, 2023, 44(2): 227098-227098.
[3]	李卫华, 郭军龙, 丁亮, 高海波. 月球车地面遥操作技术发展现状与未来展望[J]. 航空学报, 2023, 44(1): 26333-026333.
[4]	黄依峰, 曾舒华, 江中正, 陈伟芳. 非线性耦合本构在高空侧向喷流中的数值研究[J]. 航空学报, 2022, 43(S2): 8-22.
[5]	田得阳, 平熠, 陈烨斯, 陈伟芳. 物理化学模型对流场电磁波传播特性影响[J]. 航空学报, 2022, 43(S2): 214-224.
[6]	刘培栋, 焦博涵, 党朝辉. 面向空间引力波探测的多边形编队设计方法[J]. 航空学报, 2022, 43(S1): 726907-726907.
[7]	宋威, 艾邦成. 多体分离动力学研究进展[J]. 航空学报, 2022, 43(9): 25950-025950.
[8]	张宝振, 王汉平, 徐峰, 吴志青. VSV调节机构的仿真提速和精度补偿措施[J]. 航空学报, 2022, 43(9): 226034-226034.
[9]	王睿, 周洲, 郭荣化, 黄悦琛. 太阳能无人机伞降着陆多体动力学仿真与试验[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 225721-225721.
[10]	李昊泽, 贺雅, 冯坤, 江志农, 冯飞飞. 考虑时变激励的滚动轴承局部故障动力学建模[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 625176-625176.
[11]	吴惠松, 林麒, 柳汀, 刘震, 师璐, 王晓光. 风洞虚拟飞行试验模型绳系并联支撑机构[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 125758-125758.
[12]	李英杰, 赵广, 吴学深, 李坚, 袁巍, 梅庆. 航空花键-转子系统自激振动研究综述[J]. 航空学报, 2022, 43(8): 625532-625532.
[13]	吉洪蕾, 苏俊杰, 陈仁良, 孔卫红. 适于直升机飞行仿真的高原大气紊流模型[J]. 航空学报, 2022, 43(7): 126564-126564.
[14]	李跃明, 李晓云, 柴怡君, 杨雄伟. 飞机新牵引滑出方式下前起落架动响应分析[J]. 航空学报, 2022, 43(6): 526915-526915.
[15]	马玉娥, 杨萌, 孙文博. 基于近场动力学理论的热障涂层热冲击开裂行为[J]. 航空学报, 2022, 43(6): 526587-526587.