[發明專利]一種飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法

有效

• 申請號: 201711231778.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108090257B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 蔣盼盼;韓濤鋒;黃琪;段義乾;王黎明
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F111/08
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.一種飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于該方法的步驟為：

第一步，分析飛鳥越槳撞擊風擋的事件時機，為后續建立模型打下技術基礎；

通過充分研究螺旋槳的運動原理、飛鳥與飛機之間相對運動關系，獲得事件發生的充要條件；

第二步，建立飛鳥越槳時間模型；通過第一步的分析，確定事件成立的充要條件是基于飛鳥越槳時間和槳葉旋轉一周時間的大小關系，因此在建立了鳥體和槳葉模型之后，需研究建立飛鳥越槳時間的數學模型；

第三步，建立槳葉旋轉一周時間模型；

第四步，建立點事件發生概率模型；基于第二步和第三步的結果，建立在風擋的一點處鳥撞概率模型；

第五步，建立面事件發生概率模型，完成飛鳥越槳撞擊風擋概率的計算評估；通過微積分、體積法數學手段構建整個風擋的鳥撞概率模型，即完成飛鳥越過螺旋槳撞擊風擋的概率評估。

2.根據權利要求1所述的飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于：

第一步中：分析飛鳥越槳撞擊風擋的時機，為后續建立模型打下技術基礎；

從螺旋槳的運動特性可知，每片槳葉都會周期性地經過空間某個固定的的點；設定風擋的垂直投影面為δ，對于前方飛來的鳥，只有通過δ面上的任一點，記為i點才有可能穿越螺旋槳撞上風擋，因此設定飛鳥來自風擋正前方，分析飛鳥越槳撞風擋的概率；

考慮i點處的鳥可以穿越槳葉，需要鳥越槳的時間t_i小于槳葉旋轉一周的時間T_i，意味著t_iT_i是位于i點的鳥穿越槳葉的充要條件；

只要獲得δ面上各i點t_iT_i的概率P_i，再以i為變量進行積分即可獲得飛鳥越槳撞擊風擋的概率P。

3.根據權利要求1所述的飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于：

第二步中，建立鳥越槳時間模型；

1)鳥體模型的說明：鳥被模型化為一個圓柱；

2)槳葉模型的說明：設定螺旋槳槳葉數目為n，并記螺旋槳轉速為ω；

由上述對鳥體模型和槳葉模型的說明，在i點處飛鳥穿越槳葉的時間為

式中：l_i——槳葉剖面弦線在水平面的投影；θ_i——i點處槳葉剖面的槳葉角；L——鳥體的當量長度；V——鳥和飛機的相對飛行速度。

4.根據權利要求1所述的飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于：

第三步中，建立槳葉旋轉一周時間模型；

基于第二步對鳥體模型和槳葉模型的說明，得知位于i點的槳葉旋轉一周時間為

式中：r_i——i點距離槳轂的長度；v_i——槳葉i點處的線速度；D——鳥體的當量直徑。

5.根據權利要求1所述的飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于：

第四步中，建立點事件發生概率P_i模型；

根據第一步獲得的事件成立充要條件以及第二、第三步建立的數學模型，得從i點前方來的飛鳥越槳撞擊風擋的概率為

上式中，當T_i≤t_i時，概率P_i均為0；當T_i＞t_i時，將公式(1)和公式(2)代入公式(3)，得到

6.根據權利要求1所述的飛鳥越槳撞擊風擋概率的評估方法，其特征在于：

第五步中，建立面事件發生概率P模型，完成飛鳥越槳撞擊風擋概率的計算評估；

采用體積法借助微積分手段對風擋正前方的鳥越槳概率P進行求解；首先設定風擋的垂直投影面為δ，然后建立一個立體模型，以δ為下底面，上底面的投影面與下底面重合，且與下底面的高度由第四步獲得的位于i點處的飛鳥越槳撞擊風擋的概率P_i組成，得知上底面應為一個曲面，采用體積法可以將飛鳥越槳概率P表示為

將公式(4)代入公式(5)，可最終獲得飛鳥越槳撞擊風擋的概率P如下：