[發明專利]一種用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法

在審

• 申請號: 201711228095.2
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107944157A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 劉漢海;王成波;楊忠會;鄭偉;張寶才
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術領域

本發明涉及飛機設計領域，特別涉及一種用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法。

背景技術

高超聲速技術是當前各航天航空大國積極研發的關鍵技術之一，實現飛行器高速飛行的關鍵是動力系統，但是，到目前為止，對于飛行包線范圍非常寬的高速飛行器來說，還沒有一種吸氣式發動機能獨立完成推進任務，因此發展組合動力成為當前國內外在遠程高速飛行器研制發展中急需解決的關鍵技術問題。根據各類發動機的比沖和航程性能參數，可以知道，不同的發動機適應不同的飛行任務。對于飛行馬赫數在0～10范圍內的高速飛行器的推進動力，其中一種比較可行的組合方式是渦輪、沖壓發動機并聯的組合。

并聯組合發動機使用過程中涉及到發動機的模態裝換，發動機的使用包線、工作情況較殲擊機、轟炸機、運輸機等均不相同，目前還沒有相應的規范用于指導并聯組合發動機的固定裝置載荷計算，需要分析高超聲速飛機的使用情況，結合發動機的工作特點，建立并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法。

發明內容

本發明的目的是提供了一種用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法。

本發明的技術方案是：

一種用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法，包括如下步驟：

步驟一、根據飛機及并聯組合發動機的使用情況，確定并聯組合發動機固定裝置的載荷計算工況，其中，所述并聯組合發動機包括渦輪發動機和沖壓發動機；

步驟二、根據確定的載荷計算工況，結合并聯組合發動機的工作特點，分析每一工況下的載荷因素，確定每一工況下并聯組合發動機固定裝置重心處的載荷；

步驟三、分析并聯組合發動機固定裝置傳力特性，使用有限元方法計算每一工況下并聯組合發動機固定裝置載荷；

步驟四、確定用于指導結構設計的并聯組合發動機固定裝置載荷。

可選的，在所述步驟一中：

所述飛機包括對稱機動飛行和盤旋滾轉飛行兩種使用情況；

所述并聯組合發動機包括渦輪發動機工作沖壓發動機不工作、渦輪發動機和沖壓發動機同時工作狀態、渦輪發動機和沖壓發動機均不工作三種使用情況。

可選的，在所述步驟一中，所述并聯組合發動機固定裝置的載荷計算工況包括如下5種：

飛機進行對稱機動飛行，渦輪發動機工作，沖壓發動機不工作；

飛機進行對稱機動飛行，渦輪發動機和沖壓發動機同時工作；

飛機進行盤旋滾轉飛行，渦輪發動機和沖壓發動機同時工作；

飛機進行對稱機動飛行，渦輪發動機和沖壓發動機均不工作；

飛機進行盤旋滾轉飛行，渦輪發動機和沖壓發動機均不工作。

可選的，在所述步驟二中，5種工況下所述并聯組合發動機固定裝置重心處的載荷分別為：

渦輪發動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩，沖壓發動機重心處無載荷；

渦輪發動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩，沖壓發動機重心處的使用載荷為推力、慣性力；

渦輪發動機重心處的使用載荷為推力、側向慣性力、陀螺力矩，沖壓發動機重心處的使用載荷為推力、側向慣性力；

渦輪發動機重心處的使用載荷為航向阻力、側向慣性力，沖壓發動機重心處的使用載荷為航向阻力、側向慣性力；

渦輪發動機重心處的使用載荷為航向阻力、側向慣性力，沖壓發動機重心處的使用載荷為航向阻力、側向慣性力。

可選的，在所述步驟三中，所述發動機固定裝置傳力特性包括：

渦輪發動機由主固定面兩個推力銷組件、主固定面一個拉桿組件、輔助固定面三個拉桿組件的結構布局方式固定，推力銷承受X、Y、Z三個方向的力，拉桿承受軸向的力，為一次靜不定結構；

沖壓發動機由主固定面兩個推力銷組件、主固定面一個拉桿組件、輔助固定面一個拉桿組件的結構布局方式固定，推力銷承受X、Y、Z三個方向的力，拉桿承受軸向的力，為靜定結構。

可選的，在所述步驟三中，使用有限元方法計算每一工況下并聯組合發動機固定裝置載荷包括：

將并聯組合發動機簡化為體元，推力銷采用梁元模擬，拉桿采用桿元模擬，再通過有限元計算，可得到每一工況下并聯組合發動機固定裝置載荷。

發明效果：

本發明的用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法，為高超聲速飛機采用并聯組合發動機的固定裝置設計及強度分析提供了載荷輸入。

附圖說明

圖1是本發明用于并聯組合發動機固定裝置的載荷計算方法流程圖。

具體實施方式