[发明专利]一种飞机雷电附着点仿真评估方法

说明书

本申请属于电磁兼容及雷电防护技术领域，特别涉及一种飞机雷电附着点仿真评估方法。本申请的飞机雷电附着点仿真评估方法，利用电磁建模及仿真手段，可以在飞机设计的任意一个阶段开展，仿真评估结果生成迅速，支撑飞机设计方案的迭代收敛。该方法不需要制作实物模型，经济代价小，仿真结果经过多个型号的试验验证，适用于不同飞机构型以及不同飞机状态的雷电附着点评估。本申请为飞机的雷电附着点快速评估以及飞机雷电分区提供高精度仿真工具，支撑飞机的迭代设计。

技术领域

本申请属于电磁兼容及雷电防护技术领域，特别涉及一种飞机雷电附着点仿真评估方法。

背景技术

地球上每天平均产生雷暴800万次，飞机不可避免的要遭遇大气雷电环境，巨大的雷电能量和雷电电磁辐射使得飞行事故时有发生，飞机雷电防护是保证飞机飞行安全的必要措施。飞机雷电防护目标为飞机必须具有防止雷电引起的灾难性后果的保护措施，飞机雷电分区是将飞机表面按照不同的雷电附着特性或传递特性所划分的区域，通过区域划分引导全机的雷电防护设计，飞机雷电分区是飞机雷电防护的第一步。

通常的飞机雷电分区方法主要基于飞机模型件的雷电附着点试验测试，通过全机的雷电附着点分布进而确定飞机的雷电分区。飞机模型件的雷电附着点试验测试存在以下问题：一是试验测试采用缩比飞机模型件，与全尺寸的飞机雷击结果存在一定差异；二是测试空间受限，边缘效应和随机性可能导致结果不准确；三是飞机模型件制作成本高昂，模型件属于特定设计状态下的特定构型，飞机设计是一个迭代的动态过程，试验结果不一定适用于最终的飞机设计状态和构型。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种飞机雷电附着点仿真评估方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种飞机雷电附着点仿真评估方法，包括：

步骤一、构建飞机雷电附着点仿真场景，预估飞机的雷电附着点，并在预估的雷电附着点布置电场监测器F_i，i表示第i个电场监测器；

其中，所述飞机雷电附着点仿真场景包括自然先导放电场景以及飞机闪电回击场景，所述自然先导放电场景中设置有棒电极、飞机以及接地平板，所述飞机闪电回击场景中设置有平板电极、飞机以及接地平板；

步骤二、构建飞机飞行姿态参考坐标系，获取多个飞机飞行姿态Z_j，j表示第j个飞行姿态，每个飞行姿态具有对应的俯仰角和滚转角；

步骤三、对各个飞行姿态进行雷电附着点仿真，提取电场监测器F_i的最大电场强度E_ij以及相应的位置坐标(X_ij，Y_ij，Z_ij)，计算该坐标点分别至棒电极、平板电极以及接地平板的间距D_ij、H_ij、L_ij；

步骤四、根据预置的雷电附着点判定准则，分别判定各个飞行姿态的雷击入点和雷击出点，统计所有飞行姿态的雷击入点和雷击出点，得到各个雷击入点和雷击出点的频次和概率；

步骤五、从各个雷击入点和雷击出点中筛选出雷电附着点。

在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述雷电附着点判定准则包括自然先导放电场景雷电附着点判定准则以及飞机闪电回击场景雷电附着点判定准则。

在本申请的至少一个实施例中，所述自然先导放电场景雷电附着点判定准则包括：

C1：距离棒电极最近的预估的雷电附着点为雷击入点，该雷击入点的E_ij和D_ij记录为E_C1j和D_C1j；