直升机应急气囊充气及冲击着水过程数值分析

第41卷第12期2020年12月兵工学报ACTA ARMAMENTARIIVol.41No.12Dec.2020水下无人航行器折叠气囊充气展开特性模拟孙潘1,李斌j,温金鹏2,张晓光j(1.西北工业大学航空学院，陕西西安710072；2.中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：为深入了解水下航行器助浮折叠气囊的充气展开行为，对水下环形折叠气囊的充气展开特性进行相关研究。

基于初始矩阵法，建立环形助浮折叠气囊的有限元模型。

基于控制体积方法,采用有限元分析软件LS-DYNA进行折叠气囊的展开仿真计算。

通过与地面展开试验的初步对比，验证气囊环向折叠建模方法的有效性。

考虑不同水深带来的外部压力效应不同，进一步分析充气压力、充气管径、水深、环境热交换等设计参数对水下折叠气囊展开过程的影响。

结果表明：气囊极限工作深度随充气压力的升高而线性增加；充气时间随充气管径的增加而减小；环境与展开系统的传热作用主要发生在气囊与环境之间，在气囊与气瓶充气平衡后进行，气囊完全展开的时间随着传热系数增加而减小。

关键词：水下无人航行器；折叠气囊；充气展开；助浮；折叠建模；有限元模型；初始矩阵法中图分类号：TJ630.2文献标志码：A文章编号：1000-1093(2020)12-2540-10DOI：10.3969/j.issn.1000-1093.2020.12.020Simulation of Inflatable Deployment Characteristics ofFolding Airbags for Underwater Unmanned VehicleSUN Pan1,LI Bin1,WEN Jinpeng2,ZHANG Xiaoguang1(1.School of Aeronautics,Northwestern Polytechnical University,Xi^an710072,Shaanxi,China；2.Institute of Systems Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang621900,Sichuan,China)Abstract:In order to further understand the inflation and deployment behavior of buoyancy assisted foldable airbag for underwater unmanned vehicle(UUV),the inflation and deployment characteristics of UUV annular foldable airbag are studied.The finite element model of annular folding airbag is established based on the initial matrix method.Based on the control volume method,finite element analysis software LS-DYNA is used to simulate the deployment of folding airbag.The validity of the method is verified by comparing with the ground experiment.Considering the different external pressure effects caused by different water depths,the influences of design parameters,such as inflation pressure,inflation pipe diameter,water depth and environmental heat exchange,on the deployment process of underwater foldable airbag are calculated and analyzed.The results show that the limit working depth increases linearly with the increase in inflation pressure,and the inflation time decreases with the increase in inflation diameter. The heat transfer between the environment and the deployment system mainly occurs between the airbag and the environment.After the airbag and the gas cylinder are inflated and balanced,the time of complete deployment of airbag decreases with the increase in the heat transfer coefficient.收稿日期：2020-01-13基金项目：国家自然科学基金项目(11602253)作者简介：孙潘(1993—),女，硕士研究生。

大型飞机机身垂直入水冲击特性数值研究
张旭;刘沛清;屈秋林
【期刊名称】《民用飞机设计与研究》
【年(卷),期】2018(0)2
【摘要】针对带有中央翼盒的某型飞机的机身,数值研究了不同入水速度、姿态角和尾翘角对入水过程中机身压强和冲击力的影响规律.数值模拟中,控制方程选为非定常可压缩流动的雷诺时均Navier-tokes方程(RANS)和实现的k-ε模型,使用体积分数(VOF)方法捕捉水气交界面的变化,采用整体动网格技术来模拟机身相对于水面的运动.结果分析表明:机身入水过程中压强峰值首先出现在喷溅根部,随后转移至机身底部;入水初期机身冲击力系数迅速增大,而后略有回落,入水后期由于中央翼盒冲击水面会导致冲击力系数再次迅速增大,而后小幅震荡.速度越大、姿态角越大、尾翘角越小,机身冲击力系数越小.
【总页数】8页(P25-32)
【作者】张旭;刘沛清;屈秋林
【作者单位】北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191
【正文语种】中文
【中图分类】V216.5+5
【相关文献】
1.大型飞机机身双曲度蒙皮纵向拉伸成形加载优化设计与试验研究 [J], 文松涛;曾斌;汪洋华;彭静文;李卫东;罗华
2.回转体高速垂直入水冲击特性研究 [J], 魏照宇;石秀华
3.飞机机身内供油管路柔性接头单侧泄漏故障数值研究 [J], 江华;龚昊;葛锐;张斌;卞刚
4.考虑表面润湿性的球体垂直入水空泡及流体动力数值研究 [J], 孙钊;曹伟;王聪;王威
5.大型飞机机身运载设备应用研究 [J], 钟李欣; 郭峰; 王伟华; 赵远鹏; 刘建桥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

直升机海上救生技术分析◎黄鑫锋　孙建红/南京航空航天大学 直升机作为一种旋翼飞行器,具有一般固定翼飞行器所不具备的垂直升降、悬停、低空或低速飞行等特点。

这些优点使直升机被广泛应用于运输、巡逻、海上搜救等领域。

随着直升机飞行时间的增长,应用的日益广泛,直升机在执行任务时发生故障的可能性也随之增大。

随着技术的进步,故障概率应该减小,但次数不一定减少,例如1992—1998年英国直升机海上事故平均为1.74次/10万飞行小时,而仅1999年一年的事故就有3.69次/10万飞行小时。

直升机发生故障可能导致直升机坠毁,对机内人员的生命安全构成极大威胁。

直升机救生技术就是当直升机发生故障或损坏时能够保障机内人员生命安全的技术。

根据直升机飞行环境的不同,直升机救生技术主要分为两类:陆地救生和海上救生。

本文主要介绍直升机海上救生的相关技术。

直升机由于自身水密性通常较差,如果在海上迫降机身通常会在几分钟以内进水沉没,造成机内人员逃生困难。

据英国联邦航空局的调查显示,在1971—1992年之间英国海上直升机灾难事故中最主要的致命因素是溺水。

因此,直升机海上救生首要考虑的问题是如何使直升机漂浮在水面上。

目前,直升机海上救生的方式比较单一,最主要的方法是给直升机安装应急漂浮系统。

它的主要功能是为应急降落在水上的直升机提供应急漂浮的能力,使直升机逃逸出口位于水面以上,让机内人员能够逃离出舱。

若落水后状况良好,将能使直升机漂浮较长时间,使其有机会获救,减少损失。

直升机的应急漂浮系统一般由应急漂浮气囊、充气装置和系统、安装固定装置和气囊保护装置、控制系统四部分组成,其中应急气囊是最重要的组成部分。

1　应急气囊的国内外研究现状国外对直升机应急气囊的研究始于20世纪70年代,早期主要采用的是试验研究的方法。

例如,美国海军使机转弯速度有一定的波动,稳定。

图9在设定航线下的高度仿真图,度逐渐上升,直至设定值,在转弯阶段,向通道的协调作用,飞行高度能够保持稳定,转弯飞行的性能和要求。

空投水袋高空跌落冲击过程数值分析王宏;赵西友;曾康斌【期刊名称】《包装工程》【年(卷),期】2016(37)11【摘要】目的研究空投水袋200 m高空的跌落冲击过程,验证双层超弹性材料包装方案的可行性。

方法基于Ansys/LS-DYNA软件平台,以盛装5 kg饮用水的水袋为例,采用数值模拟的方法研究着陆冲击过程中水袋主要力学参数的微观变化过程,包括形状变化、节点速度及应力的变化过程,并模拟出水袋着陆冲击的破坏情况。

结果水袋四周的形状、节点速度及应力参数均在着陆瞬间发生急剧变化,直至水袋破裂。

结论着陆瞬间液体向四周的急剧扩散是水袋破坏的主要原因,而且着陆时水袋侧面是最容易破坏的部位。

双层超弹性材料的包装方案还不能满足饮用水200 m高空的空投包装需求。

【总页数】5页(P88-92)【关键词】空投;水袋;跌落冲击;数值模拟【作者】王宏;赵西友;曾康斌【作者单位】空军空降兵学院【正文语种】中文【中图分类】TP302.7【相关文献】1.森林火灾地空配合扑救K—32与M—26直升飞机定点水囊投水可行性 [J], 吴泽鹏;周宇飞;甄学宁;李小川;张志鸿;刘佳英;吴琰;王振师;郭天峰;曾臻;朱宇浩;魏书精;先锋;李溯;;;;;;;;;;;;;;2.跌落/冲击过程中印刷电路板的有限元模拟 [J], 郑菲;吴金忠3.垂直冲击跌落试验中角（棱）跌落时跌落物体与冲击面之间... [J], 张芹;胡亚平4.基于k-ε湍流模型的结构物水流中跌落过程数值分析 [J], 王永虎; 林天龙5.输液袋在跌落冲击载荷下的力学性能研究 [J], 赵昶旭;杜震霆;蒋文涛;李忠友;谭鸿波;刘文军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。