Page 303 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 39 卷第 5 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 5
2026 年 5 月 Journal of Vibration Engineering May 2026

舱 门 刚 柔 耦 合 动 力 学 分 析

胡 冰 ， 王 柯 ， 刘 凯 ， 徐尉文 ， 卢志伟 ， 段 非 ， 童明波 2
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（1. 成都飞机工业（集团）有限责任公司，四川 成都 610000； 2. 南京航空航天大学航空学院，江苏 南京 210016）
摘要：弹舱舱门是现代战斗机的核心结构，其性能优劣直接影响飞机的投弹精度及飞行安全。为精准模拟典型工程中嵌入式
弹舱的开闭动作，本文充分考虑舱门结构的气动载荷、惯性载荷、驱动载荷以及约束形式等，采用 Nastran-LMS Virtual. Lab 联
动仿真模式建立了嵌入式弹舱舱门的刚柔耦合动力学虚拟样机模型，详尽分析了舱门连接处接头应力分布情况，确定接头危
险区域，并且对比分析刚柔耦合舱门模型与传统刚性体模型的运动响应结果，证实了本文所提出的嵌入式弹舱刚柔耦合动力
学模型的合理性与优越性。
关键词： 嵌入式弹舱舱门；刚柔耦合；动力学仿真
中图分类号：V22 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202508099

Rigid-flexible coupling dynamics analysis of bay door

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HU Bing ，WANG Ke ，LIU Kai ，XU Weiwen ，LU Zhiwei ，DUAN Fei ，TONG Mingbo 2
（1.Chengdu Aircraft Industrial （Group） Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China；
2.College of Aerospace Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China）
Abstract： The embedded weapon bay door is a core structure of modern fighter aircraft， and its performance directly affects the bomb
dropping accuracy and flight safety of the aircraft. To accurately simulate the opening and closing actions of the embedded weapon bay in
typical engineering，this paper fully considers the aerodynamic loads，the inertial loads，the driving loads，and the constraint forms of the
door structure. Then，based on the Nastran-LMS Virtual.Lab co-simulation technique，a rigid-flexible coupling dynamic virtual prototype
model of the embedded weapon bay door is established. Afterwards，this work comprehensively analyzes the stress distribution at the joints
where the door is connected and identifies the dangerous areas of the joints. The dynamic response results of the rigid-flexible coupled door
model are compared with those of the traditional rigid body model to confirm the rationality and superiority of the proposed rigid-flexible
coupling dynamic model for the embedded weapon bay.

Keywords：embedded weapons bay door；rigid-flexible coupling；dynamic simulation

随着隐身战斗机的发展，传统外挂武器因雷达 关闭。舱门通常需要在极短的时间内（1~2 s）完成接
散射截面积（RCS）增大显著，已无法满足隐身作战 近 100°的大角度开启。在如此高速的运动下，舱门
需求。因此，嵌入式弹舱设计成为现代隐身战机的 承受剧烈变化的气动载荷与惯性载荷，易引发结构
[2]
核心要素。与外挂武器相比，嵌入式弹舱通过封闭 振动甚至有潜在的失效风险 ，因此需要对舱门进行
式布局有效消除了武器挂载带来的气动阻力与湍流 精确的运动控制。
扰动，显著提升了飞机的高速飞行稳定性和整体气 传统舱门主弹舱的宽度通常在 1 m 以上，舱门的

动效率。F-22、F-35、歼-20 等飞机均采用了嵌入式 迎风面积很大，导致其受到的气动载荷影响也比较
弹舱结构 。然而，嵌入式弹舱的广泛应用也衍生出 大，驱动系统负载较高。超音速巡航下，舱门甚至无
[1]
一系列工程挑战。特别是在超声速飞行状态下进行 法顺利开启，影响舱内武器的正常发射。铰链门结
武器投放时，弹舱舱门开启瞬间，高速气流涌入舱内 构某种程度上类似于悬臂梁结构，在交变外力作用
形成剧烈的涡流，导致舱内压力发生急剧变化。这 下，舱门根部应力集中，蒙皮产生小范围塑性变形
种复杂的气动环境对战机平台及导弹的安全、稳定 后，疲劳寿命会明显缩短 ，WAGHMARE 等 [4] 对单
[3]
分离构成了严峻考验。在这一过程中，弹舱舱门必 舱门式机构进行了改进，在弹舱侧壁上设计了滑轨，
须在严苛的超声速条件下实现快速、可靠地开启与 舱门一端与直线作动器铰接，另一端通过拉杆和机

收稿日期：2025-08-18；修订日期：2025-12-10