[發(fā)明專利]一種基于Catia二次開發(fā)計算飛機(jī)水上迫降靜水面漂浮特性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711272433.2
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109871562B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左仔濱;江婷;吳彬;王明振;張家旭;何超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國特種飛行器研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本發(fā)明涉及一種基于Catia二次開發(fā)計算飛機(jī)水上迫降靜水面漂浮特性的方法，將飛機(jī)在水上迫降后的機(jī)身進(jìn)水下沉的動態(tài)過程離散化為時間連續(xù)的準(zhǔn)靜態(tài)過程，各靜態(tài)過程的銜接計算由自編程序控制，具體計算過程如下：a)確定飛機(jī)參數(shù)、b)模型初始化、c)計算某進(jìn)水量下飛機(jī)的平衡狀態(tài)、d)結(jié)果處理、e)判斷漂浮過程是否終止、f)計算飛機(jī)漂浮時間。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是：該方法原理清晰、實(shí)現(xiàn)簡便、自動化程度高，計算飛機(jī)水面漂浮特性效率高、周期短、成本低，而且具有可視化的操作界面和精確的浮態(tài)監(jiān)控，可完全適用于固定翼運(yùn)輸類飛機(jī)的水上迫降漂浮特性計算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種基于Catia二次開發(fā)計算飛機(jī)水上迫降靜水面漂浮特性的方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)水上迫降能力是民用客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)必須具備的能力，中國民用航空規(guī)章第23部(CCAR-23)、第25部(CCAR-25)等對飛機(jī)水上迫降進(jìn)行了要求，對飛機(jī)人員應(yīng)急撤離時間進(jìn)行了明確規(guī)定，在飛機(jī)設(shè)計初期必須考慮飛機(jī)水上迫降后的漂浮能力能夠保證有足夠多的撤離時間。適航審定是通過水上迫降試驗(yàn)驗(yàn)證的，然而若在設(shè)計時進(jìn)行水上迫降試驗(yàn)性價比是極低的而且飛機(jī)構(gòu)型變化較快、研究周期較長。這種情況下，通過理論計算分析飛機(jī)水上迫降后的漂浮特性成為最優(yōu)的選擇。以往在計算一個漂浮過程時技術(shù)人員要不斷的手動調(diào)整狀態(tài)，耗費(fèi)極大的人力資源，而且效率不高。目前還沒有一種自動化程度較高的計算飛機(jī)水上迫降漂浮特性的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述不足，提供一種基于Catia二次開發(fā)計算飛機(jī)水上迫降靜水面漂浮特性的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是

1、一種基于Catia二次開發(fā)計算飛機(jī)水上迫降靜水面漂浮特性的方法，其特征在于，計算方法如下，

將飛機(jī)在水上迫降后的機(jī)身進(jìn)水下沉的動態(tài)過程離散化為時間連續(xù)的準(zhǔn)靜態(tài)過程，各靜態(tài)過程的銜接計算由自編程序控制，具體計算過程如下；

(a)確定飛機(jī)參數(shù)

根據(jù)飛機(jī)對應(yīng)的迫降狀態(tài)，確定其重量、重心5、滲漏源11、滲漏源面積、前艙門6的最低點(diǎn)8、后艙門7的最低點(diǎn)9，以上參數(shù)作為計算的輸入；給定一個進(jìn)水量步進(jìn)作為計算的迭代因子；

(b)模型初始化

調(diào)用Catia軟件打開飛機(jī)模型，進(jìn)入Generative Shape Design模塊，以飛機(jī)的重心5作為參考，對飛機(jī)模型和前艙門6最低點(diǎn)8的位置、后艙門7最低點(diǎn)9進(jìn)行豎向偏移、縱傾旋轉(zhuǎn)和橫傾旋轉(zhuǎn)，然后建立兩個水平面表示內(nèi)水面2和外水面1，內(nèi)水面2必須低于外水面1；由內(nèi)、外水面對飛機(jī)模型進(jìn)行分割，得到內(nèi)水面2以下的體積即為進(jìn)水體積4，外水面1以下的體積即為飛機(jī)排水體積3，測量排水體積的形心得到浮心10；

(c)計算某進(jìn)水量下飛機(jī)的平衡狀態(tài)

進(jìn)入Catia的Product Engineering Optimizer模塊，啟動Optimization命令，計算對應(yīng)進(jìn)水量下的飛機(jī)平衡狀態(tài)，得到最終飛機(jī)的橫傾角、縱傾角、內(nèi)水面2的位置、外水面1的位置、前艙門6最低點(diǎn)8的位置、后艙門7最低點(diǎn)9的位置參數(shù)；

(d)結(jié)果處理

根據(jù)(c)得到的結(jié)果參數(shù)，計算前艙門6最低點(diǎn)8距外水面1的距離、后艙門7最低點(diǎn)9距外水面1的距離，同時計算當(dāng)前進(jìn)水量對應(yīng)的進(jìn)水時間；

(e)判斷漂浮過程是否終止

當(dāng)艙門最低點(diǎn)距外水面距離大于0時，飛機(jī)還具備繼續(xù)讓乘客安全逃生的能力，此時增加進(jìn)水量，重復(fù)(c)-(e)過程；若艙門最低點(diǎn)距外水面距離等于或小于0，表明水面已沒過艙門，飛機(jī)不具備讓乘客安全逃生的能力，此時計算終止；

(f)計算飛機(jī)漂浮時間