[发明专利]一种确定飞机转动惯量的方法

说明书

一种确定飞机转动惯量的方法，涉及飞机总体设计技术领域中的飞机重量研究方向，用于飞机初始设计阶段的重量配置，包括如下步骤：S1，确立飞机指定重量的重心变化范围；S2，在S1中的重心变化范围内确定指定重心位置；S3，确定飞机指定重心下的重量配置；S4，计算飞机在S3状态下的转动惯量。本发明提供的确定飞机转动惯量的方法通过对指定飞机重量的重心变化范围计算，得出重心计算范围，在重心计算范围内经过单一方向的数据迁移，得到高精度的指定重心最大或最小转动惯量。极大缩短了转动惯量极限状态计算周期，通过设置相应的单位移动重量，得到高精度的转动惯量计算结果，可在飞机方案设计阶段为相关专业提供有力设计支撑。

技术领域

本发明涉及飞机总体设计技术领域中的飞机重量研究方向，具体而言，涉及一种确定飞机转动惯量的方法，是一种基于飞机指定重量、重心的转动惯量极限状态配置方法。

背景技术

现有技术当中，无论是军机还是民机，飞机均有多处装载位置。由于装载位置的多样性，导致飞机在相同的飞机重量下，可以拥有不同的重心位置。根据转动惯量的定义【转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度】，在相同飞机重量、重心情况下，转动惯量也可以不同，其中转动惯量最大的装载配置状态，对应飞机的最大质量载荷。

现有技术中对飞机所有允许装载位置的可能装载数值进行排列组合，计算每种组合状态的质量特性，但典型组合装载状态数量将达到10³⁰，超过宇宙中恒星的数量级，即使是当前最快的计算机也几乎是不可能在有限的时间完成，完成飞机的转动惯量确认的工作，耗时长，工作量大，浪费人力物力，并且排列组合的方式不能全部覆盖所有飞机上的装载位置。

现在亟需解决的技术问题是如何设计一种确定飞机转动惯量的方法以解决上述现有技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种确定飞机转动惯量的方法，该方法通过对指定飞机重量的重心变化范围计算，得出重心计算范围，在重心计算范围内经过单一方向的数据迁移，得到高精度的指定重心最大或最小转动惯量。

本发明的目的通过如下技术方案实现：用于飞机初始设计阶段的重量配置，其特征在于，通过指定重量、指定重心确定飞机转动惯量，包括如下步骤：

S1，确立飞机指定重量的重心变化范围；

S2，在S1中的重心变化范围内确定指定重心位置；

S3，确定飞机指定重心下的重量配置；

S4，计算飞机在S3状态下的转动惯量；

通过飞机初始设计阶段确定飞机的转动惯量为飞机的操纵性与稳定性设计提供数据。

上述方案中优选的是，S1中确定指定重量的重心变化范围的步骤如下：

S1-1，将可移动配载重量从飞机前端预设装载位置开始，按装载位置的最高装载能力顺序装载，得到飞机重心最前位置装载状态，确定飞机重心最前位置；

S1-2，将可移动配载重量从飞机后端预设装载位置开始，按装载位置的最大装载能力依次装载，得到飞机重心最后位置装载状态，确定飞机重心最后位置；

S1-3，通过S1-1与S1-2确定的飞机重心最前位置与飞机重心最后位置确定指定重量的重心变化范围。

上述任一方案中优选的是，S3中确定飞机指定重心下的重量配置的步骤如下：

S3-1，从S1-1中所述最前重心位置开始，距离指定重心预设的质量块步长装载位置开始，移动质量块到距离指定重心最远处的装载位置，计算移动后的飞机重心；

S3-2，重复S3-1中的步骤，使质量块移动后的重心位置与所述指定重心位置相同；