本发明属于航空机载设备虚拟仿真技术领域，具体涉及一种抛放分离虚拟仿真方法，用于对分离组件的抛放分离安全性、离机后空中飞行轨迹、入水漂浮稳定性的综合动态仿真。
背景技术：
研制抛放式记录器的目标是飞机正常飞行时，记录飞行、语音和视频数据等，当飞机发生飞行事故时，分离组件自动从机体上抛放分离，避开飞机坠毁时的恶劣环境，降低飞机坠毁时分离组件承受的载荷，分离组件坠海后可漂浮于海面上，增加卫星定位功能，实现快速定位和搜寻，缩短事故救援时间。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种抛放分离虚拟仿真方法，对抛放式记录器在抛放后的综合动态进行仿真，确保分离组件的离机安全及坠落后的快速搜寻。
本发明的抛放分离虚拟仿真方法，包括以下步骤：
步骤一、初始状态仿真分析
即静态抛放分离仿真分析，对所选用的爆炸螺栓和切割索通过爆炸模型得到静态抛放时分离组件弹出的初始速度，并与试验结果对标，得到分离组件在静态分离时的位移和速度动态响应；
步骤二、动态抛放分离仿真分析
即离机安全性分析，以步骤一得到的结果以及飞行速度为初始条件，结合气流对分离组件运动姿态的影响，对分离组件脱离飞机后的运动轨迹进行模拟；
步骤三、空中飞行仿真分析
结合预设飞行条件模拟分离组件在空中的运动轨迹及达到稳态时的速度，获取分离组件的最大离地高度以及下落高度与速度的关系；
步骤四、入水稳定仿真分析
根据分离组件的落水速度，获得分离组件入水漂浮稳定后的姿态及抗冲击破坏能力；
步骤五、漂浮稳定性仿真分析
分离组件漂浮姿态下，结合预设海况条件获得分离组件的摆动振幅、振动频率和运动姿态，得到分离组件在不同海况条件下的漂浮稳定性。
通过步骤二评估在一定飞行速度下分离组件抛放分离是否会与机体发生碰撞，选择分离组件合适的安装位置。通过步骤五得到分离组件在不同海况条件中的运动姿态，指导产品内部卫星发射定位模块的设计。
所述静态抛放分离是指对静止状态下的分离组件进行分离；所述动态抛放分离是指对模拟飞行状态下的分离组件进行分离。
本发明的有益效果：本发明抛放分离虚拟仿真技术，在抛放式记录器研制过程中，模拟抛放分离、空中飞行和坠撞入水后的漂浮稳定性，确定装机位置后需对分离组件进行离机安全性分析，确保在装机位置能够安全弹出分离组件，对产品的研制有着重要的指导意义。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述。
抛放式记录器由分离机构、安装架、分离组件、蒙皮和切割索等组成。静态抛放分离的原理如下：分离机构内部炸药的起爆，推动刀具向上运动将分离组件顶出，蒙皮与安装架之间的切割索将飞机蒙皮撕开，允许分离组件弹出。
从分离组件静态抛放分离的仿真结果与试验对比可知：上升过程中分离组件运动姿态与试验非常接近，分离组件上升高度与旋转角度与试验姿态基本相同，分离组件受到的冲击能量与试验一致，表明分离组件弹出瞬间施加到分离组件上的动能(速度和角速度)符合试验条件，可以用于后续离机安全分析和空中飞行仿真分析的输入初始条件。同时，对标结果也表明仿真分析中炸药体积与实际试验贴合。
离机安全分析模型中抛放式记录器在某两型飞机工装模型上的安装位置，模拟飞机在高速飞行状态下，分离组件脱离飞机机体的运动轨迹。分离组件与蒙皮离机运动轨迹图，评估飞机在一定飞行速度下分离组件抛放分离是否会与平尾翼发生碰撞。
分离组件抛放分离后，分析分离组件在空中飞行的运动轨迹，模拟飞机在平飞、机头向下、机头向上3种状态下分离组件的位移、速度、离地高度等动态响应关系。
分离组件以一定速度和不同的落水姿态入水的运动过程，获得分离组件入水漂浮稳定后的姿态和抗冲击破坏能力。
分离组件以一定速度落入三级/七级海况条件海水中的漂浮姿态，获得抛放式记录器的摆动振幅、振动频率和运动姿态。三级和七级海况的海浪是由造波器产生的波浪和风速产生的风浪共同作用的效果，基于平板造波的方法可获得三级海浪和七级海浪作用下的稳定的浪高模拟。
经上述仿真计算，抛放分离试验后，其仿真结果与试验结果相吻合，离机后及空中飞行轨迹与火箭橇试验结果相吻合，本文所述虚拟仿真计算方法可真实直观的模拟分离组件抛放分离的综合动态过程。