[發(fā)明專利]一種起落架收放軌跡確定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011451958.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN112528410A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 印寅;鄒澤鏵;朱林昊;劉相陽(yáng);蔡新之;魏小輝;聶宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛(ài)濤

本發(fā)明提供了一種起落架收放軌跡確定方法及系統(tǒng)，方法包括：確定全局坐標(biāo)系下的放下時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的坐標(biāo)q1、收上時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的期望坐標(biāo)q2、第三三角形網(wǎng)絡(luò)和第四三角形網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)全局坐標(biāo)系下的放下時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的坐標(biāo)q1、收上時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的期望坐標(biāo)q2構(gòu)建旋轉(zhuǎn)軸的單位向量公式；采用優(yōu)化算法，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)軸的單位向量公式確定最優(yōu)收放路徑。本發(fā)明相較于傳統(tǒng)依賴于人手動(dòng)設(shè)計(jì)的方法，能夠進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)求解，節(jié)約了設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中人的精力，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，并且不依賴于經(jīng)驗(yàn)，能夠求解最優(yōu)收放路徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天工程中軌跡規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種起落架收放軌跡確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

起落架裝置設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)飛行器的設(shè)計(jì)過(guò)程，是飛行器設(shè)計(jì)的核心技術(shù)之一。傳統(tǒng)的起落架設(shè)計(jì)一般采用“設(shè)計(jì)—制造—試驗(yàn)—改進(jìn)—設(shè)計(jì)”的串行設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)手段往往基于經(jīng)驗(yàn)改型和作圖法，并通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)。對(duì)于飛機(jī)機(jī)艙較大的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，上述方法較為可行，然而，面對(duì)一些對(duì)機(jī)動(dòng)性能要求較高的飛機(jī)，比如超聲速飛機(jī)，傳統(tǒng)起落架設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無(wú)法滿足窄空間、高進(jìn)場(chǎng)速度等特殊要求，甚至需要犧牲高超飛行器的作戰(zhàn)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)起落系統(tǒng)的功能，特別是起落架收藏空間限制的問(wèn)題成為了制約高超聲速空天飛行器的發(fā)展的重要瓶頸。

隨著數(shù)字樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)多學(xué)科協(xié)同仿真技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)打樣、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析、有限元分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等，甚至完成相應(yīng)的虛擬試驗(yàn)，能夠在設(shè)計(jì)階段就考慮較多的不確定因素，充分評(píng)估各個(gè)系統(tǒng)的性能，無(wú)需通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，大大地降低了研制成本并縮短了研制周期。但所節(jié)省的本身也只是樣機(jī)制造實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中依舊高度依賴人的經(jīng)驗(yàn)和手工。隨著飛機(jī)性能要求的提升，很多限制因素使得起落架機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度不斷提升，虛擬仿真技術(shù)也很難在設(shè)計(jì)初期就快速對(duì)各關(guān)鍵參數(shù)的選取提供有效的支持。

例如翼身融合體飛行器，為得到較大的升阻比，該種飛行器均采用薄機(jī)翼，且機(jī)翼展弦比較小，導(dǎo)致了收放起落架的機(jī)艙較為狹窄，即收放起落架較為困難，非常容易與機(jī)艙或者發(fā)動(dòng)機(jī)等器械發(fā)生干涉。針對(duì)起落架回收路徑在某些工程實(shí)際問(wèn)題中求解耗時(shí)長(zhǎng)，過(guò)度依賴工程師經(jīng)驗(yàn)，很難找到最優(yōu)解，甚至找不到解等問(wèn)題，目前急需設(shè)計(jì)一種能夠快速確定起落架收放軌跡的方法，進(jìn)而避免由于起落架收放方式的非最優(yōu)性使得機(jī)艙反復(fù)設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種起落架收放軌跡確定方法及系統(tǒng)，以提高快速自動(dòng)求解起落架最優(yōu)收放軌跡。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種起落架收放軌跡確定方法，所述方法包括：

步驟S1：確定全局坐標(biāo)系下的放下時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的坐標(biāo)q1、收上時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的期望坐標(biāo)q2、第三三角形網(wǎng)絡(luò)和第四三角形網(wǎng)絡(luò)；

步驟S2：根據(jù)全局坐標(biāo)系下的放下時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的坐標(biāo)q1、收上時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的期望坐標(biāo)q2構(gòu)建旋轉(zhuǎn)軸的單位向量公式；

步驟S3：采用優(yōu)化算法，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)軸的單位向量公式確定最優(yōu)收放路徑。

可選地，步驟S1具體包括：

步驟S11：獲取初始坐標(biāo)系下的起落架安裝點(diǎn)位置的坐標(biāo)Q1、放下時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的坐標(biāo)Q2及收上時(shí)起落架支柱最末端點(diǎn)的期望坐標(biāo)Q3；

步驟S12：獲取第一三維模型和第二三維模型；所述第一三維模型為描述飛機(jī)機(jī)艙環(huán)境的三維模型；所述第二三維模型為描述起落架處于放下狀態(tài)時(shí)的三維模型；

步驟S13：利用creo paramicas軟件對(duì)所述第一三維模型和所述第二三維模型分別進(jìn)行三角形網(wǎng)格劃分，獲得第一三角形網(wǎng)格和第二三角形網(wǎng)格；所述第一三角形網(wǎng)格和所述第二三角形網(wǎng)格均包含多個(gè)三角面片；