車載武器系統(tǒng)重裝空投著陸緩沖特性研究.pdf

1、著陸緩沖技術(shù)是重裝空投的關(guān)鍵技術(shù)之一。通常重裝空投中貨臺會以一個(gè)較大的速度著陸，著陸過程中必須采取一定的緩沖措施來保證著陸的安全和平穩(wěn)，最主要的緩沖手段是氣囊緩沖技術(shù)。本文以某國防預(yù)研課題為背景，基于有限元方法、流固耦合理論、彈塑性動力學(xué)，接觸力學(xué)、剛體運(yùn)動學(xué)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論，從氣囊緩沖技術(shù)的研究入手，對重裝空投著陸緩沖中的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)考慮到氣囊緩沖技術(shù)在重裝空投中的重要性，首先

2、對氣囊的緩沖過程進(jìn)行研究分析?；诰鶋悍匠?，利用控制體積法和有限元法相結(jié)合的方法，建立氣囊緩沖的有限元模型，利用LS-DYNA瞬態(tài)有限元分析軟件進(jìn)行氣囊的緩沖特性研究，得出其緩沖特性。
　　(2)針對重裝空投中載荷高、沖擊大的特點(diǎn)，對車載武器系統(tǒng)的底盤進(jìn)行強(qiáng)度分析。綜合考慮了重裝空投系統(tǒng)懸架、輪胎、氣囊的緩沖效應(yīng)，建立某重裝空系統(tǒng)投著陸緩沖的動力學(xué)模型，以貨臺的位移為激勵(lì)，計(jì)算出懸架在該激勵(lì)下的響應(yīng)，并通過分析懸架行程估算出懸架強(qiáng)

3、度是否滿足要求。在此基礎(chǔ)上基于控制體積法和有限元法，建立了空投緩沖系統(tǒng)的仿真模型，綜合考慮了氣囊、懸架及可壓縮結(jié)構(gòu)的緩沖效應(yīng)，據(jù)此分析了緩沖系統(tǒng)的緩沖特性和車架強(qiáng)度。
　　(3)針對氣囊的存在使得重裝空投系統(tǒng)的重心增高的特點(diǎn)，對重裝空投的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。將重裝空投軟著陸過程分解為兩個(gè)階段分別考慮:氣囊緩沖階段及貨臺與地面接觸碰撞階段。在第一個(gè)階段，基于熱力學(xué)方程及能量守恒原理，建立了氣囊的緩沖模型，分析其緩沖特性，并得到貨臺與地

4、面接觸前的速度及姿態(tài);在第二階段，基于剛體動力學(xué)和接觸動力學(xué)的方法，建立了貨臺與地面的碰撞模型，通過對具有水平速度的貨臺與地面的接觸碰撞分析，得到貨臺碰撞后的速度和轉(zhuǎn)角，據(jù)此分析重裝空投的穩(wěn)定性。
　　(4)針對通過經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)方式很難獲得比較理想的緩沖特性的特點(diǎn)，提出了氣囊的多目標(biāo)優(yōu)化方法。以氣囊的高度、排氣口的面積、氣囊的初始壓力及泄氣壓力為設(shè)計(jì)變量，以貨臺的過載、貨臺的著陸速度為優(yōu)化目標(biāo)，采用合適的設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法及優(yōu)化算法，以