[发明专利]一种用于飞机部件易损性排序的方法

摘要

本发明公开了一种用于飞机部件易损性排序的方法，首先进行建立飞机三维几何模型；通过设置攻击属性，部件属性和杀伤树产生射击线；利用等效单一易损面积的概念，针对有余度有重叠的复杂飞机模型提出对各部件及全机易损性的定量计算，得到各部件及全机的暴露面积和易损面积；利用修正后的重要度准则进行部件易损性的分析和排序。运用易损性排序的方法，可更加深入探究每个部件易损性与其它部件的相互影响关系。同时，根据得出的重要度排序，可了解需要重点关注部件的设计，并将此作为优先设计的重要依据，有效地为提高飞机生存力提供指导原则，有针对性地将设计任务放在易损性高的部件上，从而达到飞机生存力的高效优化设计。

主权项

一种用于飞机部件易损性排序的方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.建立飞机三维模型，确定机体坐标系、基准点，从点到线到面建立模型；还原真实的部件重叠遮挡关系，结构与系统布局，以及气动外形；步骤2.定义攻击方向，为了模拟战场环境，需模拟攻击飞机的射击线,根据建立的三维模型及所处的坐标系，通过方位角、俯仰角定义攻击方向,即射击线的攻击方向,同时，在飞机模型上生成网格，设置射击线网格的尺寸参数包括网格长w和网格宽h；步骤3.设置部件属性，对建立的飞机模型各部件进行易损性参数定义，包括材料类型，损耗杀伤和任务放弃杀伤致命性标识，杀伤模式，杀伤概率函数及方向概率函数的修正；步骤4.设置威胁属性，飞机属性设置后，要对威胁物进行参数设置，威胁模型包括威胁物的形状参数、材料参数、交汇参数,形状参数包括威胁物的形状、特征长、特征宽、特征厚,材料参数包括威胁物的材料强度、弹性模量、体积模量,交汇参数包括威胁物质量、速度、飞机飞行高度,射击方向按照步骤2定义的攻击方向进一步定义及选取,威胁物指非爆穿透物，包括射弹、弹丸非爆威胁；步骤5.完成威胁属性的设置并进行射击线的模拟处理，具体实施步骤如下:(1)生成射击线；将一长为w，宽为h的平面网格，平铺在飞机及部件四边形有限元投影模型上，在平面网格的每个单元内随机产生1条射击线，共产生N条射击线，通过由射击线1到射击线N对飞机表面进行扫描来获得易损性计算所需的几何描述数据；(2)生成射击线预处理数据；射击线预处理数据包括射击线穿过部件的名称、射击线穿过部件的顺序、射击线穿过每个部件的入射点和出射点坐标、射击线穿过部件的个数；(3)射击线的交汇；计算威胁撞击各种部件材料靶板后的实际弹道及运动状态变化，将每次撞击材料靶板后的碎片运动状态参数进行确定，为下一次撞击提供输入，当威胁的速度或质量衰减为零,或射击线与飞机部件面元无交点时，停止该射击线的几何描述计算；步骤6.杀伤树设置，在获得射击线数据后，确定飞机的各个部件是否被杀伤，需设置各部件之间的余度或非余度关系，即定义模型中各个系统，结构部件和人员的杀伤关系,包括设置杀伤等级，插入顶事件，逐级添加子系统，设置子系统的ID号，名称和每一层系统间的事件关系:与门、或门、表决门，最后进行最小割集计算通过正确性检验；步骤7.易损性计算，利用飞机易损性定量计算软件系统，计算飞机和各部件的暴露面积，计算各部件的易损面积，计算全机的等效单一易损面积；对于有余度有重叠的复杂飞机模型，利用基于Monte‑Carlo模拟的等效单一易损面积的通用数值计算得到导致飞机杀伤的期望打击数目E(Z)，进而求得飞机等效单一易损面积AVE，最后，得到各攻击方向各杀伤等级下进行射击线穿过的部件及全机的几何描述数据；显示结果分别为:部件代码Code，威胁打击部件时，部件杀伤概率部件易损面积部件暴露面积威胁打击飞机时，部件杀伤概率威胁打击飞机时，飞机的杀伤概率PK/H,飞机易损面积AV,飞机暴露面积AP；步骤8.易损性重要度计算，通过对可靠性领域中的Birnbaum重要度、关键重要度、FV重要度、RRW重要度、RAW重要度准则进行修正，得到部件易损性重要度的算法，计算所需数据均可由上述步骤7易损性计算得出，最后进行各部件易损性的分析和对比，给出不同准则下部件易损性的排序。