[發(fā)明專利]一種飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711231778.3 | 申請日： | 2017-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN108090257B | 公開（公告）日： | 2021-05-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 蔣盼盼;韓濤鋒;黃琪;段義乾;王黎明 | 申請（專利權(quán)）人： | 江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)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(biāo)代理有限公司 36115 | 代理人： | 施秀瑾 |
| 地址： | 330000 江西省*** | 國省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 飛鳥 撞擊 風(fēng)擋 概率 評估 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法，屬于飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過充分研究螺旋槳的運(yùn)動原理、飛鳥與飛機(jī)之間相對運(yùn)動關(guān)系，確定飛鳥穿越螺旋槳撞擊風(fēng)擋的時機(jī)，提出一套適用于飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法。通過該方法能合理、清晰直觀地獲得飛鳥越過螺旋槳撞擊風(fēng)擋的概率，從而為螺旋槳飛機(jī)槳葉的設(shè)計(jì)提供安全、合理的依據(jù)，提高飛機(jī)飛行的安全性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法，屬于飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
飛機(jī)在低空高速飛行時極易發(fā)生與飛鳥相撞事故。從1976年3月到1986年3月，美國空軍飛機(jī)就發(fā)生鳥撞飛機(jī)風(fēng)擋事故2721次，其中109次座艙玻璃被擊穿。鳥撞是威脅航空安全的重要因素之一，國際航空聯(lián)合會已把鳥撞定為“A”類航空災(zāi)難。對于座艙風(fēng)擋前方有螺旋槳的飛機(jī)，飛鳥越過螺旋槳撞擊風(fēng)擋存在一定的概率，從某種程度上高速轉(zhuǎn)動的螺旋槳有阻隔飛鳥，對風(fēng)擋起到保護(hù)的作用。一般情況下，飛鳥越槳概率越小，飛機(jī)抗鳥撞安全系數(shù)越高。
從已公開的文獻(xiàn)來看，目前航空設(shè)計(jì)領(lǐng)域缺乏一種科學(xué)、可行的評估飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的方法，并且飛鳥越過槳葉撞擊風(fēng)擋的概率受風(fēng)擋前方槳葉數(shù)目、槳葉外形參數(shù)、槳葉轉(zhuǎn)速等多重因素的影響，更增加了這種概率評估的難度，因此建立科學(xué)、合理的數(shù)學(xué)評估模型和工程評估方法顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過充分研究螺旋槳的運(yùn)動原理、飛鳥與飛機(jī)之間相對運(yùn)動關(guān)系，確定飛鳥穿越螺旋槳撞擊風(fēng)擋的時機(jī)，提出一套適用于飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：
一種飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的評估方法，該方法的步驟為：
第一步，分析飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋的事件時機(jī)，為后續(xù)建立模型打下技術(shù)基礎(chǔ)；
通過充分研究螺旋槳的運(yùn)動原理、飛鳥與飛機(jī)之間相對運(yùn)動關(guān)系，獲得事件發(fā)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(zhuǎn)一周時間的大小關(guān)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(shù)學(xué)模型；
第三步，建立槳葉旋轉(zhuǎn)一周時間模型；
第四步，建立點(diǎn)事件發(fā)生概率模型；基于第二步和第三步的結(jié)果，建立在風(fēng)擋的一點(diǎn)處鳥撞概率模型；
第五步，建立面事件發(fā)生概率模型，完成飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋概率的計(jì)算評估；通過微積分、體積法數(shù)學(xué)手段構(gòu)建整個風(fēng)擋的鳥撞概率模型，即完成飛鳥越過螺旋槳撞擊風(fēng)擋的概率評估。
進(jìn)一步的，第一步中：分析飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋的時機(jī)，為后續(xù)建立模型打下技術(shù)基礎(chǔ)；
從螺旋槳的運(yùn)動特性可知，每片槳葉都會周期性地經(jīng)過空間某個固定的的點(diǎn)；設(shè)定風(fēng)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(diǎn)，記為i點(diǎn)才有可能穿越螺旋槳撞上風(fēng)擋，因此設(shè)定飛鳥來自風(fēng)擋正前方，分析飛鳥越槳撞風(fēng)擋的概率；
考慮i點(diǎn)處的鳥可以穿越槳葉，需要鳥越槳的時間ti小于槳葉旋轉(zhuǎn)一周的時間Ti，意味著tiTi是位于i點(diǎn)的鳥穿越槳葉的充要條件；
只要獲得δ面上各i點(diǎn)tiTi的概率Pi，再以i為變量進(jìn)行積分即可獲得飛鳥越槳撞擊風(fēng)擋的概率P。
進(jìn)一步的，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(shè)定螺旋槳槳葉數(shù)目為n，并記螺旋槳轉(zhuǎn)速為ω；
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