[發明專利]一種確定飛翼布局飛機機翼變形限制條件的方法

在審

• 申請號: 202010743822.4
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111959817A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 尹鈞;夏生林;黃祥;謝歡;朱婷;李偉;趙利霞;周偉
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本發明公開一種確定飛翼布局飛機機翼變形限制條件的方法，包括：剛性構型氣動數據求解、彈性構型氣動數據求解、變形水平與氣動特性變化對應關系求解、機翼變形限制條件求解；彈性構型氣動數據求解通過假設一個機翼變形量，重構飛機模型，求解氣動數據；變形水平與氣動特性變化對應關系求解，假設不同的變形水平，獲取相應的氣動特性變化量，機翼變形限制條件求解通過變形水平與氣動特性變化的對應關系，結合氣動特性允許變化量，求解出機翼變形允許量。本發明在設計之初就可提出機翼變形限制條件，保證氣動設計不偏離目標值，同時為結構設計提供參考；減少了氣動?結構設計動作的迭代次數，縮短飛機設計周期；保證飛機設計的高效、準確。

技術領域

本發明涉及飛行器設計技術領域，特別是飛翼布局飛機的機翼設計技術領域。

背景技術

飛翼布局飛機是指無尾翼，機身與機翼高度融合設計的一種飛機。此類布局飛機的穩定力矩與操縱力矩主要由機翼以及布置在機翼上的舵面提供，而機翼結構剛度相對較小，在空中飛行時，受氣動力的作用，極易產生變形，對飛機的氣動特性產生影響。機翼通常發生扭轉與彎曲變形，導致流場形態發生改變，機翼載荷重新分布，因此全機的升阻特性、力矩特性等將發生變化。若變形過大，可能導致飛機縱向安定性從穩定變為不穩定，危及飛行安全。因此，在飛機方案設計階段需采用相應的方法，對彈性變形的氣動影響量進行評估，進而給出變形限制條件，為結構強度設計提供依據，保證飛機的飛行安全和性能指標滿足要求。

彈性變形限制設計屬于結構、氣動力、飛行力學等多學科優化設計范疇，目前采用的設計方法大致可分為工程推算與多學科優化方法兩種。工程推算指：依據部件氣動力，通過改變部件局部氣動迎角來等效彈性變形，獲得彈性變形與氣動變化的對應關系，從而推導出彈性變形要求；多學科優化方法是指：采用氣動力學仿真與結構有限元分析相耦合的靜氣動彈性計算技術，通過優化計算的方式，對結構模型進行優化調整，最終獲得符合要求的結果。工程估算屬粗放型設計方法，誤差較大，在現代飛行器設計中已逐步被淘汰；多學科優化方法符合現代復雜飛行器最優化設計潮流，但要求的計算資源過大，計算效率低，不適用于前期快速設計。因此提出一種簡化的機翼彈性變形限制設計方法，滿足在方案階段進行高效、準確設計的要求。

發明內容

本發明提出一種確定飛翼布局飛機機翼變形限制條件的方法，其目的是：在飛機設計時，通過限制機翼變形量來限制全機氣動特性變化，保證氣動設計滿足設計要求。

本方法采用的技術方案是：

一種確定飛翼布局飛機機翼變形限制條件的方法，包括：

剛性構型氣動數據求解、彈性構型氣動數據求解、變形水平與氣動特性變化對應關系求解、機翼變形限制條件求解；所述的剛性構型氣動數據求解為：不考慮飛機的彈性變形，求解剛性飛機的氣動數據；所述的彈性構型氣動數據求解為：通過假設一個機翼變形量，重構飛機模型，即為彈性構型，并對之進行氣動數據求解；所述的變形水平與氣動特性變化對應關系求解，通過假設不同的變形水平，獲取相應的氣動特性變化量，形成對應關系；所述的機翼變形限制條件求解，通過變形水平與氣動特性變化的對應關系，結合氣動特性允許變化量，求解出機翼變形允許量，即為機翼變形限制。

本發明的有益效果主要表現在：在飛機設計之初就可以提出飛翼布局飛機的機翼變形限制條件，保證氣動設計不偏離設計目標值，同時為結構設計提供參考；減少了氣動-結構設計動作的迭代次數，縮短飛機設計周期；保證飛機方案設計的高效、準確。

附圖說明

圖1是本發明方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施步驟對本發明進一步說明。

實施例1

本發明一種確定飛翼布局飛機機翼變形限制條件的方法，包括：