基于相似理论的大型飞艇桁架结构缩比模型设计方法

摘要

大型飞艇是目前低速临近空间飞行器的发展重点之一,其中大量存在的桁架结构对飞艇总体设计至关重要.由于大型飞艇尺寸较大,通常利用缩比模型试验对其方案设计进行验证.因此,本文以桁架结构为对象:首先,采用传统的量纲分析法推导了其静力学和动特性相似关系,并对该相似关系的局限性进行了分析;然后,提出了结合有限元分析的方程分析法,运用该方法推导了研究对象的相似关系,并与量纲分析法推导的相似关系进行了对比;最后,通过设计数值算例开展了验证.验证结果表明:本文所提出的结合有限元分析的方程分析法是准确的,该方法能够提高缩比模型设计的自由度.因此,本文所提出方法和相关结论能够用于指导大型飞艇桁架结构的缩比模型设计和试验,为其方案设计和优化提供技术支撑.