[發(fā)明專利]一種用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法

在審

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107944161A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉漢海;朱天文;楊忠會;王成波;李文志
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法。

背景技術(shù)

推力矢量技術(shù)是通過改變發(fā)動機輸出推力的大小和方向以生成操縱飛機所需各軸向力/力矩的技術(shù)，其應(yīng)用目標是通過矢量噴管偏轉(zhuǎn)與飛機舵面偏轉(zhuǎn)的交聯(lián)綜合控制，實現(xiàn)大迎角配平可控和過失速機動動態(tài)可控，改善飛機低速性能，增強超音速穩(wěn)定盤旋能力，擴展飛行包線，提高飛機機動性、操控特性、為提高飛行性能提供更強的綜合控制能力。推力矢量技術(shù)以其側(cè)后向隱身收益、扁平化后體融合設(shè)計、控制簡單高效等優(yōu)點得到了四代機、制空型無人機和下一代戰(zhàn)斗機等高隱身、高速巡航、高機動飛機的青睞。

推力矢量發(fā)動機使用過程中涉及到發(fā)動機的噴管偏轉(zhuǎn)，發(fā)動機的使用包線、工作情況較常規(guī)噴管布局的飛機均不相同，目前還沒有相應(yīng)的規(guī)范用于指導(dǎo)推力矢量發(fā)動機的固定裝置載荷計算，需要分析飛機的使用情況，結(jié)合發(fā)動機的工作特點，建立推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法，包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)飛機及發(fā)動機的使用情況，確定推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算工況；

步驟二、根據(jù)確定的載荷計算工況，結(jié)合發(fā)動機的工作特點，分析每一工況下的載荷因素，確定每一工況下推力矢量發(fā)動機重心處的載荷；

步驟三、根據(jù)發(fā)動機固定裝置傳力特性，使用有限元方法計算每一工況下發(fā)動機固定裝置載荷；

步驟四、根據(jù)各種載荷計算工況下發(fā)動機固定裝置載荷，確定用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)動機固定裝置載荷。

可選的，在所述步驟一中，所述飛機的使用情況包括對稱機動飛行、盤旋滾轉(zhuǎn)飛行以及尾旋飛行；

所述發(fā)動機的使用情況包括發(fā)動機尾噴管偏轉(zhuǎn)和發(fā)動機尾噴管不偏轉(zhuǎn)。

可選的，在所述步驟一中，所述載荷計算工況包括如下六種：

飛機進行對稱機動飛行，發(fā)動機尾噴管偏轉(zhuǎn)；

飛機進行對稱機動飛行，發(fā)動機尾噴管不偏轉(zhuǎn)；

飛機進行盤旋滾轉(zhuǎn)飛行，發(fā)動機尾噴管偏轉(zhuǎn)；

飛機進行盤旋滾轉(zhuǎn)飛行，發(fā)動機尾噴管不偏轉(zhuǎn)；

飛機進行尾旋飛行，發(fā)動機尾噴管偏轉(zhuǎn)；

飛機進行尾旋飛行，發(fā)動機尾噴管不偏轉(zhuǎn)。

可選的，所述推力矢量發(fā)動機重心處的載荷包括：

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩、尾噴管偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加力矩、發(fā)動機尾噴管氣動載荷；

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩、發(fā)動機尾噴管氣動載荷；

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為推力、側(cè)向慣性力、尾噴管偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加力矩、發(fā)動機尾噴管氣動載荷；

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為為推力、側(cè)向慣性力、發(fā)動機尾噴管氣動載荷；

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩、尾噴管偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加力矩、發(fā)動機尾噴管氣動載荷；

推力矢量發(fā)動機重心處的使用載荷為推力、法向慣性力、陀螺力矩、發(fā)動機尾噴管氣動載荷。

可選的，在所述步驟三中，所述發(fā)動機固定裝置傳力特性包括：

推力矢量發(fā)動機主固定面由兩個推力銷組件的結(jié)構(gòu)布局方式固定，主固定面外側(cè)推力銷承受X、Y兩個方向的力，主固定面內(nèi)側(cè)推力銷承受X、Y、Z三個方向的力；

推力矢量發(fā)動機輔助固定面由兩個拉桿組件的結(jié)構(gòu)布局方式固定，拉桿承受軸向的力，為一次靜不定結(jié)構(gòu)。

可選的，在所述步驟三中，采用有限元方法計算固定裝置載荷包括：

將發(fā)動機簡化為體元，推力銷采用梁元模擬，拉桿采用桿元模擬，通過有限元計算，得到每一工況下發(fā)動機固定裝置載荷。

發(fā)明效果：

本發(fā)明的用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法，為采用推力矢量發(fā)動機的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度分析提供了載荷輸入，對安裝推力矢量發(fā)動機的飛機設(shè)計具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法流程圖；

圖2是本發(fā)明用于推力矢量發(fā)動機固定裝置的載荷計算方法流程圖。

具體實施方式