[發明專利]一種高超聲速飛行器損傷主要累積面分析方法

在審

• 申請號: 202011039120.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112163275A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 王玉惠;李云鑫;陳謀;徐超;沈藝;侯思遠;陳天培;周澤宇;牟金震
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種高超聲速飛行器損傷主要累積面分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)計算高超聲速飛行器機體各表面非定常受力；

(2)建立高超聲速飛行器全機身損傷模型；

(3)建立高超聲速飛行器縱向彈性模型；

(4)選擇多組實際飛行狀態，分析不同飛行狀態下飛行器損傷主要累積面。

2.根據權利要求1所述高超聲速飛行器損傷主要累積面分析方法，其特征在于，步驟(1)的具體過程如下：

(1-1)結合活塞理論、非定常激波-膨脹波理論以及對飛行器彈性振動建模，得到高超聲速飛行器上表面受力F_cf：

上式中，p_cf為上表面的當地壓力，a_cf為上表面的當地聲速，ρ_cf為上表面當地氣流密度，q為俯仰角速度，x₁為積分變量，且v_cfx和v_cfz分別為上表面振動速度在機體坐標軸X_b軸和Z_b軸上的分量，τ_1,u為前體上傾角，i和j為沿X_b軸和Z_b軸的單位向量，為質心到飛行器前端的距離，為質心到飛行器后端的距離；

(1-2)計算高超聲速飛行器前體下表面的受力F_cd：

上式中，x₂為積分變量，且p_cd為前體下表面的當地壓力，a_cd為前體下表面的當地聲速，ρ_cd為前體下表面的當地氣流密度，v_cdx和v_cdz分別為前體下表面振動速度在機體坐標軸X_b軸和Z_b軸上的分量，τ_1,l為前體下傾角，L_f為飛行器前體長度；

(1-3)計算高超聲速飛行器發動機下表面F_gh：

上式中，x₃為積分變量，且p_gh為發動機下表面的當地壓力，a_gh為發動機下表面的當地聲速，ρ_gh為發動機下表面的當地氣流密度，v_ghz為發動機下表面振動速度在機體坐標軸Z_b軸上的分量，L_n為發動機長度；

(1-4)計算高超聲速飛行器后體下表面受力F_ef：

上式中，p_e是發動機噴口氣壓，p_∞為無窮遠處未擾流氣壓，τ₂為飛行器后傾角；

(1-5)計算高超聲速飛行器控制面受力F_cs：

上式中，x₄為積分變量，且-x_s-L_scosδ_e/2≤x₄≤-x_s+L_scosδ_e/2，p_ks和p_kx分別為上下表面當地壓力，ρ_ks和ρ_kx分別為上下表面當地密度，a_ks和a_kx分別為上、下表面當地聲速，v_ks和v_kx分別為上下表面下洗速度，δ_e為舵面偏轉角，L_s為舵面長度，x_s為控制面與飛行器鉸鏈的端點到控制面上一點的距離。