[發明專利]一種滿足機構運動和縫道參數的增升裝置位置設計方法

在審

• 申請號: 202110871272.9
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113609582A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 劉沛清;戴佳驊;李慶輝;欒博語;張雅璇;夏慧
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種滿足機構運動和縫道參數的增升裝置位置設計方法，將增升裝置氣動設計的工程經驗與機構約束條件相結合，采用了三種近似手段，將描述增升裝置空間位置的參數和縫道參數的復雜關系解耦，提出了一種迭代逼近的方法求解。本發明可幫助飛機設計師利用已有的工程經驗快速設計出機構導引下的增升裝置起降構型，為后續優化提供基礎構型。

技術領域

本發明屬于大型客機增升裝置的設計領域，設計一種滿足機構運動和縫道參數的增升裝置位置設計，具體來說是一種可同時滿足機構運動和縫道參數的大型客機三維增升裝置起降位置設計方法。

背景技術

增升裝置能夠提高飛機在起降階段的經濟性和安全性，是大型客機設計的關鍵技術之一。不管是襟翼還是縫翼，氣動設計過程中一般以縫道寬度(gap)、重疊量(overlap)和偏角作為參數，它們的定義分別如圖1所示。由于增升裝置的外形為復雜曲面，且設計流程存在重復迭代，如何快速求得同時滿足縫道寬度、重疊量和偏角的位置是個難點。于此同時，目前先進的寬體客機代表B787和A350XWB，為了降低結構復雜度和重量，均采用了簡單鉸鏈式下垂襟翼，這對氣動位置設計提出了較多的約束，即機構導引下襟翼達不到氣動設計出的最優位置。

由于增升裝置(襟翼、縫翼等)外形一般為復雜曲面，在獲取增升裝置外形后，需考慮如何根據給定的縫道參數計算其起降構型的空間位置，傳統方法采用人工試湊法，其中還需要考慮機構約束，計算量大，效率低，不能滿足快速設計的需要；同時還需考慮如何計算滿足機構運動的氣動位置，傳統方法采用先氣動后機構的串行設計流程，需要經歷多輪迭代試湊。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種滿足機構運動和縫道參數的增升裝置位置設計方法，幫助飛機設計師利用已有的工程經驗快速設計出機構導引下的增升裝置起降構型，為后續優化提供基礎構型。

本發明滿足機構運動和縫道參數的增升裝置位置設計方法中，采用沿展向靠近機身的內側軸點、沿展向遠離機身的外側軸點和偏角來描述縫翼和鉸鏈襟翼的旋轉軸、縫翼和鉸鏈襟翼的位置，具體方法為：

a、計算增升裝置初始的縫翼旋轉軸和襟翼旋轉軸的坐標位置；

b、給定增升裝置初始的縫道寬度和縫道重疊量的設計值；

c、采集內外側軸點變化對縫道參數的變化，得到內外側軸點坐標的第一次修改量；

d、計算修改后的新轉軸軸點的坐標位置；

e、測量新轉軸下內外側軸點處的縫道寬度和縫道重疊量；進一步求得新轉軸下內外側軸點處的縫道寬度和縫道重疊量與給定的初始的縫道寬度和縫道重疊量差值的比例系數；

f、計算內外側軸點坐標的第二次修改量；

g、采用均方差函數來計算誤差；

h、重復步驟c至h，直到誤差小于設計值或迭代達到最大值，得到內外側軸點的最終確定位置。

本發明的優點在于：

1、本發明同時滿足機構運動和縫道參數的大型客機三維增升裝置起降位置設計方法，將增升裝置氣動設計的工程經驗與機構約束條件相結合，提出了一種可以滿足縫道參數和機構運動的增升裝置設計方法。

2、本發明同時滿足機構運動和縫道參數的大型客機三維增升裝置起降位置設計方法，采用了三種近似手段，將描述增升裝置空間位置的參數和縫道參數的復雜關系解耦，提出了一種迭代逼近的方法求解。

附圖說明

圖1為軸點x坐標變化影響示意圖；

圖2為軸點y坐標變化影響示意圖；

圖3為本發明大型客機增升裝置起降位置設計方法整體流程圖；

圖4為縫道參數示意圖。

具體實施方式