[發明專利]一種用于超聲速客機的空重估算方法

有效

• 申請號: 202111125590.7
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113761667B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 錢豐學;劉志勇;楊洋;張兆;陶洋;郭鵬;尹剛;周波;姚丹;高榮釗;廖曉林
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;G06F113/28;G06F119/14
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種用于超聲速客機的空重估算方法。該空重估算方法依據部件或者裝置的關鍵特征相似性選擇重量的統計模型，采用Raymer戰斗機重量估算體系公式來計算超聲速客機機翼、平尾、垂尾、發動機、發動機安裝件、發動機殼、進氣道、尾管、發動機冷卻系統、燃油冷卻系統、發動機控制系統、發動機啟動系統的參考重量；采用Raymer運輸機重量估算體系公式來計算超聲速客機機身、起落架、飛控系統、APU安裝、測量裝置、液壓系統、電力系統、航電系統、裝飾系統、空調系統、防除冰系統和操縱裝置的參考重量；引入技術進步權重因子，獲得部件或者裝置以及各分系統的估計重量。該方法高效快速，能夠較為精確的估算超聲速客機的機體結構重量和推進系統重量。

技術領域

本發明屬于超聲速飛機重量平衡與控制領域，具體涉及一種用于超聲速客機的空重估算方法。

背景技術

飛機重量是成本計算、性能計算、音爆特征評估、任務剖面設計以及抖振響應分析、顫振特性分析、強度剛度分析、疲勞壽命分析、操縱性和安全性分析等所需的基本輸入，是飛機研發循環中各環節需要預測和控制的重要物理量，是飛機設計方案評估的重要依據。飛機重量計算技術的精確度在很大程度上決定設計方案的符合程度，對飛機的經濟性、安全性和核心競爭力有著重要影響，因此，飛機重量計算與控制技術也成為了飛機設計單位的核心技術之一。自上世紀30年代以來，飛機重量平衡與控制就逐步成為飛機設計的一大關注點，各飛機公司和相關研究單位都發展了基于經驗模型、半經驗方法和理論分析的重量方法，形成了較為完善的戰斗機、運輸機、通用飛機重量技術體系。其中，戰斗機類飛機重量主要針對空中格斗飛機、對地攻擊飛機而建立起來的，主要應用于小展弦比機翼戰斗機類飛機重量計算。運輸機類飛機重量主要針對客機、貨機發展起來的，主要用于大展弦比機翼大容積機身布局運輸類飛機重量計算。通用飛機類重量主要針對商務機和中小型運輸機發展起來的，主要應用于輕型通用航空飛機。

與戰斗機、傳統運輸機、通用飛機不同，超聲速客機具有以下特征：

（1）超聲速客機的主升力面為小展弦比機翼，具有典型的超聲速戰斗機升力面特征；

（2）超聲速客機的有效載荷容器為細長大容量機身，具有典型的運輸機特征；

（3）超聲速客機的安定面為小展弦比鴨翼、小展弦比垂翼或者V型尾翼，具有超聲速戰斗機的安定面特征；

（4）超聲速客機的推進系統需要應對低速起飛和超聲速巡航的需求，具有超聲速戰斗機推進系統的特征；

（5）超聲速客機的固定裝置是滿足載荷運輸需求，具有常規運輸機固定裝置的特征。

這些特征使得超聲速客機既不同于常規戰斗機，也不同于常規大展弦比機翼布局的運輸機，而是綜合了戰斗機和運輸機兩類飛機的典型結構特征。現有的戰斗機、運輸機、通用飛機重量技術體系中的任何一個體系都不能很好體現超聲速客機的關鍵特質。因此，相應的重量技術體系也難以適應超聲速客機重量的需求。