[发明专利]一种面对称飞行器挂飞载荷计算及强度校核方法

权利要求书

1.一种面对称飞行器挂飞载荷计算及强度校核方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、面对称飞行器通过四个压脚点和两个吊耳与载机的挂架连接，四个压脚点分为前后两组，每组中的两个压脚点沿面对称飞行器的纵向对称面对称，两个吊耳位于面对称飞行器的上表面纵向对称面上；计算吊耳处的吊点载荷和压脚点处的压脚载荷；

步骤(2)、根据第一步得到的载荷，对面对称飞行器的吊耳、压脚点区域进行强度校核。

2.根据权利要求1所述的一种面对称飞行器挂飞载荷计算及强度校核方法，其特征在于，吊点和压脚点统称为挂点，按照如下方法计算挂点处的载荷：

(1.1)计算面对称飞行器惯性力和气动力的合力和合力矩；

(1.2)建立挂点力和挂点力矩的方程，并求初解；

(1.3)更新挂点载荷；

(1.4)计算防摆止动器预紧力引起的挂点载荷；

(1.5)计算挂点载荷的合力。

3.根据权利要求2所述的一种面对称飞行器挂飞载荷计算及强度校核方法，其特征在于，所述步骤(1.1)的实现过程如下：

面对称飞行器，下文统称为悬挂物，质心载荷系数向量用下式计算

式中，n_g为悬挂物质心载荷系数向量，n_a为载机质心载荷系数向量，g₀为标准重力加速度，a_ra为由载机转动引起的悬挂物质心相对加速度向量；由载机转动产生的悬挂物质心相对加速度向量用下式计算

式中，为载机角加速度向量，ω为载机角速度向量，r_og为从载机质心到悬挂物质心的相对位置向量；

r_og用下式计算

r_og＝r_g-r_o

式中，r_g为悬挂物的质心位置向量，r_o为载机质心位置向量；

悬挂物惯性力向量用下式计算

F_g＝-m_gg₀n_g

式中，F_g为悬挂物惯性力向量，m_g为悬挂物质量，n_g为悬挂物质心载荷系数向量；

悬挂物惯性力矩向量用下式计算

式中，M_g为悬挂物惯性力矩向量，I_g为悬挂物惯性张量；I_g在理论上用下式计算

式中，I_g为悬挂物惯量张量，为3×3的方阵，r为悬挂物上任意质量点相对质心的位置向量，_T表示转置，m为质量积分自变量，Ω为悬挂物的质量域，E为3×3的单位矩阵；

惯量张量的矩阵形式为

式中，I_xx、I_yy、I_zz分别为悬挂物对x轴、y轴和z轴的转动惯量，I_xy为悬挂物对x轴、y轴的惯性积，I_yz为悬挂物对y轴、z轴的惯性积，I_zx为悬挂物对z轴、x轴的惯性积；

悬挂物气动力向量和以悬挂物质心为参考点的气动力矩向量为

式中，F_a为悬挂物气动力向量，M_a为悬挂物以质心为参考点的气动力矩向量，C^F为悬挂物气动力系数向量，C^M为悬挂物以悬挂物坐标系原点为参考点的气动力矩系数向量，q为动压，A_ref是悬挂物参考面积，L_ref是悬挂物参考长度；

悬挂物气动力系数向量和以悬挂物坐标系原点为参考点的气动力矩系数向量如下

式中，C^F为悬挂物气动力系数向量，C_X为悬挂物气动纵向力系数，C_Y为悬挂物气动法向力系数，C_Z为悬挂物气动侧向力系数；C^M为以悬挂物坐标系原点为参考点的悬挂物气动向量，C_l是悬挂物气动横滚力矩系数，C_m是悬挂物气动偏航力矩系数，C_n是悬挂物气动俯仰力矩系数；

悬挂物的惯性力、气动力的合力以及惯性力、气动力的合力矩表示

式中，F_ag为悬挂物的惯性力、气动力的合力，其x，y和z向分量分别用F_agx，F_agy，F_agz表示，M_ag为悬挂物的惯性力、气动力的合力矩，其x，y和z向分量分别用M_agx，M_agy，M_agz表示。