[发明专利]一种用于超声速客机的空重估算方法

说明书

本发明公开了一种用于超声速客机的空重估算方法。该空重估算方法依据部件或者装置的关键特征相似性选择重量的统计模型，采用Raymer战斗机重量估算体系公式来计算超声速客机机翼、平尾、垂尾、发动机、发动机安装件、发动机壳、进气道、尾管、发动机冷却系统、燃油冷却系统、发动机控制系统、发动机启动系统的参考重量；采用Raymer运输机重量估算体系公式来计算超声速客机机身、起落架、飞控系统、APU安装、测量装置、液压系统、电力系统、航电系统、装饰系统、空调系统、防除冰系统和操纵装置的参考重量；引入技术进步权重因子，获得部件或者装置以及各分系统的估计重量。该方法高效快速，能够较为精确的估算超声速客机的机体结构重量和推进系统重量。

技术领域

本发明属于超声速飞机重量平衡与控制领域，具体涉及一种用于超声速客机的空重估算方法。

背景技术

飞机重量是成本计算、性能计算、音爆特征评估、任务剖面设计以及抖振响应分析、颤振特性分析、强度刚度分析、疲劳寿命分析、操纵性和安全性分析等所需的基本输入，是飞机研发循环中各环节需要预测和控制的重要物理量，是飞机设计方案评估的重要依据。飞机重量计算技术的精确度在很大程度上决定设计方案的符合程度，对飞机的经济性、安全性和核心竞争力有着重要影响，因此，飞机重量计算与控制技术也成为了飞机设计单位的核心技术之一。自上世纪30年代以来，飞机重量平衡与控制就逐步成为飞机设计的一大关注点，各飞机公司和相关研究单位都发展了基于经验模型、半经验方法和理论分析的重量方法，形成了较为完善的战斗机、运输机、通用飞机重量技术体系。其中，战斗机类飞机重量主要针对空中格斗飞机、对地攻击飞机而建立起来的，主要应用于小展弦比机翼战斗机类飞机重量计算。运输机类飞机重量主要针对客机、货机发展起来的，主要用于大展弦比机翼大容积机身布局运输类飞机重量计算。通用飞机类重量主要针对商务机和中小型运输机发展起来的，主要应用于轻型通用航空飞机。

与战斗机、传统运输机、通用飞机不同，超声速客机具有以下特征：

（1）超声速客机的主升力面为小展弦比机翼，具有典型的超声速战斗机升力面特征；

（2）超声速客机的有效载荷容器为细长大容量机身，具有典型的运输机特征；

（3）超声速客机的安定面为小展弦比鸭翼、小展弦比垂翼或者V型尾翼，具有超声速战斗机的安定面特征；

（4）超声速客机的推进系统需要应对低速起飞和超声速巡航的需求，具有超声速战斗机推进系统的特征；

（5）超声速客机的固定装置是满足载荷运输需求，具有常规运输机固定装置的特征。

这些特征使得超声速客机既不同于常规战斗机，也不同于常规大展弦比机翼布局的运输机，而是综合了战斗机和运输机两类飞机的典型结构特征。现有的战斗机、运输机、通用飞机重量技术体系中的任何一个体系都不能很好体现超声速客机的关键特质。因此，相应的重量技术体系也难以适应超声速客机重量的需求。