● 摘要
本文利用理论分析和试验分析相结合的方法，进行了弹射救生过程的性能计算及可视化的应用，主要内容如下：(1) 建立了火箭助抛过程的数学物理模型，并通过计算机图形的方法对试验录像进行了数据提取及分析，试验结果和数值计算结果十分吻合。(2) 根据火箭助抛系统的实际工作过程，在VC++.NET编程环境下利用DirectX开发工具和三维建模软件开发了火箭助抛系统的演示动画，实现了火箭助抛过程的可视化，用于在数值计算结果驱动下演示火箭助抛过程，辅助数学模型的验证与改进，分析抛盖系统性能以及指导改进。该演示动画采用粒子系统模拟火箭火焰，建立了观察者视角和视角跟踪功能，并能实现基本的人机交互功能。(3) 传统的弹射救生计算主要针对平飞状态下的性能研究，本文建立了弹射救生全过程的数学物理模型，并主要对不利姿态下的救生性能进行了计算分析，重点对不利姿态下影响舱盖抛放和人椅弹射的因素（飞行速度、横滚角、俯仰角）进行了分析研究。同时对不利姿态下，座椅和舱盖可能发生的干扰进行了预测。(4) 在单盖单椅飞机弹射救生系统的研究基础上，建立了多盖多椅飞机弹射救生系统的数学模型，计算了各舱盖和座椅的飞行轨迹，重点对弹射过程中可能出现的盖盖干扰、椅椅干扰、椅盖干扰进行了预测，并对可能的弹射程序组合进行了分析。(5) 利用有约束条件的泛函极值问题，建立了基于人体损伤的弹射最优化模型。并分析了优化前后弹射对飞行员脊柱损伤率的影响。