一种弹射救生仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机弹射救生领域，具体涉及一种弹射救生仿真方法。
【背景技术】
[0002]对弹射救生进行仿真，国内目前进行的主要工作:采用计算流体力学方法对弹射座椅的气动特性进行仿真，并与弹射座椅的风洞试验数据进行对比，验证仿真的有效性；采用计算流体力学方法对座舱盖抛放轨迹进行仿真，并与试验数据进行对比，验证仿真的有效性；采用瞬态动力学方法对救生伞开伞过程进行仿真，优化救生伞的参数设计。但是，国内目前还没有对整个弹射救生过程进行仿真。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种弹射救生仿真方法，能够对整个弹射救生过程进行仿真。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]—种弹射救生仿真方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0006]步骤一、选取仿真对象为座舱盖和人椅系统弹射时的运动轨迹；
[0007]步骤二、建立所述座舱盖的几何模型，生成网格，通过计算流体力学方法进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步；
[0008]步骤三、返回并修改所述座舱盖的几何模型，并重复所述步骤二，直到所述仿真结果收敛；
[0009]步骤四、建立所述人椅系统的几何模型，生成网格，通过计算流体力学进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步；
[0010]步骤五、返回并修改所述人椅系统的几何模型，并重复所述步骤四，直到所述仿真结果收敛；
[0011]步骤六、建立飞机前机身的几何模型，将所述前机身的几何模型与所述座舱盖的几何模型以及所述人椅系统的几何模型进行合并，生成网格，再输入所述座舱盖和所述人椅系统的物理参数、运动参数以及所述弹射条件参数，通过计算流体力学进行仿真，最后输出所述座舱盖和所述人椅系统的运动轨迹。
[0012]可选地，在所述步骤一中，所述仿真对象还包括人伞系统，
[0013]所述穿盖弹射仿真方法还包括:
[0014]步骤七、从所述人椅系统的运动轨迹得到所述人伞系统的速度和位置信息；
[0015]步骤八、建立所述人伞系统的几何模型，输入所述人伞系统的速度和位置信息以及救生伞参数，并通过瞬态动力学方法进行仿真，最后输出所述人伞系统的运动轨迹。
[0016]可选地，在所述步骤六中，所述物理参数包含重量、重心、惯性矩，所述运动参数包含初始速度，加速度，所述弹射条件包含飞机高度、速度。
[0017]本发明的有益效果:
[0018]本发明提出了一种弹射救生仿真方法，适用于飞机整个弹射救生过程轨迹仿真的弹射救生仿真，该方法的应用及拓展能切实从整个弹射救生过程轨迹仿真入手，分析弹射救生运动过程，优化座舱盖、人椅系统、人伞系统的参数设计，同时通过弹射救生仿真，为弹射救生系统火箭滑车试验状态的确定提供依据，简化和替代部分物理试验，降低弹射救生系统研制成本和研制风险，缩短系统研制周期。
【附图说明】
[0019]图1是本发明弹射救生仿真方法流程图。
【具体实施方式】
[0020]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0021]如图1所示，本发明提供的一种弹射救生仿真方法，包括如下步骤:
[0022]步骤一、选取仿真对象为座舱盖和人椅系统的运动轨迹。
[0023]步骤二、建立座舱盖的几何模型，生成网格，通过计算流体力学进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步。其中，采用计算流体力学进行仿真，实质是采用数值方法解微分方程，在求解微分方程过程中，如果结果收敛，是指插值接近真实值。
[0024]步骤三、返回并修改座舱盖的几何模型，并重复上述步骤二，直到仿真结果收敛。
[0025]步骤四、建立人椅系统的几何模型，生成网格(通过FASTRAN软件)，通过计算流体力学进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步。
[0026]步骤五、返回并修改人椅系统的几何模型，并重复上述步骤四，直到仿真结果收敛。
[0027]步骤六、建立飞机前机身的几何模型，将前机身的几何模型与座舱盖的几何模型以及人椅系统的几何模型进行合并，生成网格，再输入座舱盖和人椅系统的物理参数、运动参数以及弹射条件参数，通过计算流体力学进行仿真，最后输出(可视化输出)座舱盖和人椅系统的运动轨迹。其中，几何模型是按照飞机的实际装配关系进行合并。
[0028]其中，物理参数包括重量、重心和惯性矩，运动参数可以根据需要进行适合的选择，本实施例中，座舱盖的运动参数包括初始速度、加速度，弹射条件包含飞机高度、速度。
[0029]本发明提出了一种弹射救生仿真方法，适用于飞机整个弹射救生过程轨迹仿真的弹射救生仿真，该方法的应用及拓展能切实从整个弹射救生过程轨迹仿真入手，分析弹射救生运动过程，优化座舱盖、人椅系统、人伞系统的参数设计，同时通过弹射救生仿真，为弹射救生系统火箭滑车试验状态的确定提供依据，简化和替代部分物理试验，降低弹射救生系统研制成本和研制风险，缩短系统研制周期。
[0030]进一步，在上述步骤一中，仿真对象还包括人伞系统。相应地，本发明的穿盖弹射仿真方法还包括如下步骤:
[0031]步骤七、从人椅系统的运动轨迹选取人伞系统的速度和位置信息。
[0032]步骤八、建立人伞系统的几何模型，将上述速度和位置信息作为初始条件，输入人伞系统的速度和位置信息以及救生伞参数(通过DYNA求解器求解)，并通过瞬态动力学方法进行仿真，最后输出人伞系统的运动轨迹。
[0033]瞬态动力学方法(亦称时间-历程分析)是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学方法分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。
[0034]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种弹射救生仿真方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、选取仿真对象为座舱盖和人椅系统弹射时的运动轨迹； 步骤二、建立所述座舱盖的几何模型，生成网格，通过计算流体力学方法进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步； 步骤三、返回并修改所述座舱盖的几何模型，并重复所述步骤二，直到所述仿真结果收敛； 步骤四、建立所述人椅系统的几何模型，生成网格，通过计算流体力学进行仿真，并判断仿真结果是否收敛；如果收敛则结束仿真；否则进行下一步； 步骤五、返回并修改所述人椅系统的几何模型，并重复所述步骤四，直到所述仿真结果收敛； 步骤六、建立飞机前机身的几何模型，将所述前机身的几何模型与所述座舱盖的几何模型以及所述人椅系统的几何模型进行合并，生成网格，再输入所述座舱盖和所述人椅系统的物理参数、运动参数以及所述弹射条件参数，通过计算流体力学进行仿真，最后输出所述座舱盖和所述人椅系统的运动轨迹。2.根据权利要求1所述的穿盖弹射仿真方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述仿真对象还包括人伞系统， 所述穿盖弹射仿真方法还包括: 步骤七、从所述人椅系统的运动轨迹得到所述人伞系统的速度和位置信息； 步骤八、建立所述人伞系统的几何模型，输入所述人伞系统的速度和位置信息以及救生伞参数，并通过瞬态动力学方法进行仿真，最后输出所述人伞系统的运动轨迹。3.根据权利要求1或2所述的穿盖弹射仿真方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述物理参数包含重量、重心、惯性矩，所述运动参数包含初始速度，加速度，所述弹射条件包含飞机高度、速度。
【专利摘要】本发明涉及飞机弹射救生领域，具体涉及一种弹射救生仿真方法，能够对整个弹射救生过程进行仿真。本发明的仿真方法适用于飞机整个弹射救生过程轨迹仿真的弹射救生仿真，该方法的应用及拓展能切实从整个弹射救生过程轨迹仿真入手，分析弹射救生运动过程，优化座舱盖、人椅系统、人伞系统的参数设计，同时通过弹射救生仿真，为弹射救生系统火箭滑车试验状态的确定提供依据，简化和替代部分物理试验，降低弹射救生系统研制成本和研制风险，缩短系统研制周期。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105160084
【申请号】CN201510511232
【发明人】关焕文, 宋文娟, 封文春, 黄绍斌, 朱永峰, 周卫国
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月19日