[发明专利]一种直升机漂浮稳定性验证方法

权利要求书

1.一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：进行缩比直升机模型的规则波试验，获取试验数据；

步骤二：进行缩比直升机模型的不规则波试验，获取试验数据；

步骤三：建立直升机缩比直升机模型的漂浮响应计算模型，进行缩比直升机模型的规则波漂浮特性计算，并根据所述步骤一规则波试验数据结果迭代修正计算方法；计算与试验条件相同的规则波条件下的直升机漂浮响应，并迭代修正计算方法，直到计算结果与试验结果误差不大于10％，为下一步进行不规则波响应计算方法修正奠定基础；在开展规则波模拟时，采用二阶斯托克斯波进行计算，

直升机在水上漂浮的运动方程描述如下：

式中，[M]为广义质量矩阵；[μ]为附加质量矩阵、[λ]为阻尼系数、[K]为静水恢复矩阵，F^fk、F^d分别为傅汝德一克雷洛夫力、绕射力，{x}、分别为广义位移矩阵、广义速度矩阵、广义加速度矩阵；

在计算方法迭代修正过程中，对模型网格质量、初始条件进行检查，并调试模型网格质量、阻尼矩阵，使计算结果与试验结果一致；步骤四：在所述步骤三获得的经修正的规则波计算方法的基础上，进行缩比直升机模型的不规则波漂浮特性计算并进行验证，如验证不通过，则返回步骤三，重新迭代修正；在所述步骤三获得的经修正的规则波计算方法的基础上，进一步计算缩比直升机模型的不规则波响应，取与所述步骤二相同的波浪条件，获得计算结果；将计算结果与相同条件下的试验结果进行对比，如计算结果与试验结果误差大于10％，则返回步骤三，重新迭代修正，直到误差不大于10％；

假定不规则波由不同波幅、不同波长和随机相位的单元波叠加而成，则不规则波波面升高的数学表达式可以写成：

其中，ξ_An为波幅，k_n为波数，x₀为x轴方向的位置，ω_n为波浪圆频率，ε_n为随机相位；

经上述四个步骤，获得了能够满足直升机缩比直升机模型漂浮特性验证精度的计算方法；

步骤五：利用通过所述步骤四验证的计算方法对更高海况条件的漂浮响应进行预测。

2.根据权利要求1所述的一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，在所述步骤一中，以直升机缩比直升机模型在不同的规则波条件下进行漂浮特性试验，利用安装在模型内的惯性测量单元采集和记录模型的横摇角、纵摇角、横摇角速度、纵摇角速度、偏航角参数，对直升机漂浮响应和规则波参数的对应关系进行分析，获取支撑大海况条件下漂浮稳定性计算的基础数据。

3.根据权利要求2所述的一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，在所述步骤二中，以缩比直升机模型在不规则波条件下进行漂浮特性试验，利用安装在模型内的测试设备采集和记录模型的横摇角、纵摇角、横摇角速度、纵摇角速度、偏航角参数及变化情况，获取直升机在模拟海况条件下的漂浮响应数据，同时记录模拟海况的随时间变化的浪高、周期参数，分析海况中直升机的响应特性，获取用于修正计算方法的试验数据。

4.根据权利要求3所述的一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，通过水池上安装的浪高仪记录模拟海况的随时间变化的波浪具体参数，分析海况中直升机的响应特性，获取进一步修正海况条件下漂浮稳定性计算结果的数据。

5.根据权利要求4所述的一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，在所述步骤五中，经上述四个步骤，获得了能够满足直升机缩比直升机模型漂浮特性验证精度的计算方法，利用该计算方法，对更高模拟海况条件下的直升机缩比直升机模型漂浮特性进行计算。

6.根据权利要求5所述的一种直升机漂浮稳定性验证方法，其特征在于，通过计算所得到的缩比直升机模型漂浮稳定性结果经相似关系换算，得到真实直升机的漂浮稳定性结果，用于验证真实直升机在规定的海况条件下是否满足正立漂浮而不倾覆的要求。