[发明专利]滑跃甲板上起落过程中起落架对飞机作用力的确定方法

说明书

本发明提供了一种滑跃甲板上起落过程中起落架对飞机作用力的确定方法，包括：步骤1，计算飞机相对于甲板的位置和速度；步骤2，判断飞机是否在甲板上，若飞机不在甲板上则令起落架对飞机作用力为0后结束，飞机在甲板上则进入下一步；步骤3，计算飞机坐标系相对于地面惯性坐标系的第一旋转矩阵、甲板坐标系相对于地面惯性坐标系的第二旋转矩阵和甲板坐标系相对于飞机坐标系的第三旋转矩阵的导数值；步骤4，计算起落架压缩量和起落架压缩速度；步骤5，计算起落架轮胎的正压力，计算起落架轮胎坐标系相对于飞机坐标系的第四旋转矩阵，获得起落架轮胎滚动摩擦系数和侧向摩擦系数；步骤6，计算起落架对飞机作用力。

技术领域

本发明涉及飞机起落架理论建模技术领域，具体地，涉及一种滑跃甲板上起落过程中起落架对飞机作用力的确定方法。

背景技术

飞机在移动平台上采用滑跃甲板起飞，就受载模式而言，它既不同于常规陆基起飞情况，也与弹射起飞大相径庭。由于是依靠滑跃甲板的倾斜曲面强制施加的载荷实现轨迹上升，这种情况的起落架地面载荷较常规陆基起飞滑跑情况更加难以确定。而现有技术中对起落架对飞机作用力的计算方法中至少存在以下问题：

1、现有方法多不考虑飞机的三维运动，运动过程中假设飞机在一个二维平面上运动。

2、现有方法不考虑甲板摇摆对飞机起落架力的影响。

3、在对飞机起落架轮胎摩擦力的计算中，现有方法均只考虑轮胎在滚动方向的摩擦力，使得其不能计算在甲板摇晃时，轮胎侧向力的改变。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种滑跃甲板上起落过程中起落架对飞机作用力的确定方法。

根据本发明提供的一种滑跃甲板上起落过程中起落架对飞机作用力的确定方法，包括：

步骤1，对飞机、甲板、起落架轮胎分别建立坐标系，根据当前状态下飞机和甲板在地面惯性坐标系中的对地位置和对地速度获得飞机相对于所述甲板的位置和速度；

步骤2，根据所述飞机相对于所述甲板的位置判断所述飞机是否在所述甲板上，若所述飞机不在所述甲板上则令起落架对飞机作用力为0后结束，所述飞机在所述甲板上则进入下一步；

步骤3，确定飞机坐标系相对于地面惯性坐标系的第一旋转矩阵、甲板坐标系相对于地面惯性坐标系的第二旋转矩阵、甲板坐标系相对于飞机坐标系的第三旋转矩阵，根据飞机对地角速度和甲板对地角速度获得所述第一旋转矩阵的导数值、第二旋转矩阵的导数值、第三旋转矩阵的导数值；

步骤4，根据起落架运动约束方程、甲板拟合模型以及步骤3中获得的所述第一旋转矩阵的导数值、第二旋转矩阵的导数值、第三旋转矩阵的导数值，计算起落架压缩量和起落架压缩速度；

步骤5，根据所述起落架压缩量和起落架压缩速度以及起落架减震柱的刚度和阻尼获得所述起落架轮胎的正压力，

根据起落架轮胎的转向角确定所述起落架轮胎坐标系相对于飞机坐标系的第四旋转矩阵，根据飞机坐标系相对于甲板坐标系的旋转矩阵、所述第四旋转矩阵、起落架相对于甲板的速度在甲板坐标系的坐标以及LUGRE摩擦模型获得起落架轮胎滚动摩擦系数和侧向摩擦系数；

步骤6，根据所述起落架轮胎摩擦系数和所述起落架轮胎的正压力最终获得所述起落架对飞机作用力。

作为一种优化方案，所述步骤1进一步包括：

飞机和甲板的相对于地面惯性坐标系的位置向量分别为和飞机相对于所述甲板的位置为位置向量

飞机和甲板的相对于地面惯性坐标系的速度向量和飞机相对于所述甲板的速度向量为位置向量随时间的导数，即：

作为一种优化方案，所述步骤3进一步包括：