[发明专利]一种适应于复杂外形飞行器变质心的高效配平方法

说明书

本发明公开了一种适应于复杂外形飞行器变质心的高效配平方法，在飞行器狭小空间内，且总质量不变的情况下，实现飞行器在不同飞行剖面下质心系数大范围调整的三向配平设计，从而缓解舵系统承载能力差的问题；由于配重块安装接口一致，因此配重可进行位置互换，也可根据配重安装位置空间情况进行独特外型面配重设计；充分利用配重接口可互换，配重质心分布于象限上，配重接口沿轴向可大范围调节，可实现飞行器在质量不变的情况下变质心的高效调节及配平。

技术领域

本发明涉及一种适应于复杂外形飞行器变质心的高效配平方法，属于复杂外形飞行器相关设计技术领域。

背景技术

某研究性飞行器为小尺寸面对称复杂外形飞行器，根据不同试验目的需要在不同气动剖面下飞行，由于伺服舵机抗弯能力较弱，为减少空气舵真实攻角，进一步减少空气舵弯矩，飞行器质心需根据不同发次飞行试验的飞行剖面进行调整。

飞行器为小尺寸复杂外形，内部空间狭小，而有效装填载荷较大，且根据总体要求需实现不同飞行试验飞行器总质量不变。现有飞行器配平技术多限于在飞行器质心系数一定的情况下，进行X、Y、Z三向配平。

传统飞行器质心系数为一个确定的数值，轴向质心配平设计时，一般在轴向尽量靠前处设计一处质心调整块安装接口，通过质心调整块质量的变化，实现验证器质心系数的调整，但是由于受到空间限制，质心调整块安装的重量有限，因此可调节的质心系数有限，无法实现飞行器在不同飞行剖面下质心大范围调整，因此无法解决现在伺服舵机承载能力差的问题。

因此，在质量不变、空间狭小、有效载荷大等多约束条件下，设计一种可适应于变质心系数要求的飞行器三向高效配平方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种适应于复杂外形飞行器变质心的高效配平方法，在全飞行器总质量不变的情况下，实现飞行器在不同飞行剖面下质心系数大范围调整的三向配平，从而缓解舵系统承载能力差的问题。

本发明的技术解决方案：

一种适应于复杂外形飞行器变质心的高效配平方法，飞行器包括头舱、设备舱及伺服舱，

具体步骤如下：

(1)对飞行器进行象限划分及坐标确定：

飞行器稳定飞行时对着射向的母线称为I基准线，从飞行器头锥沿弹体纵轴向后看，以I基准线作起点，沿逆时针方向依次相距90°、180°、270°的母线分别称为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ基准线；

飞行器几何坐标系OXYZ：以飞行器端头顶点为坐标系的原点O，OX轴位于飞行器纵向对称平面内，垂直于后端面指向飞行器后端为正；OY轴位于飞行器纵向对称面内，垂直于OX轴由Ⅰ象限线指向Ⅲ象限线为正；OZ轴与OX、OY轴构成右手坐标系。

(2)确定飞行器操作口盖位置：根据总装操作、对接流程以及配重安装需求，在设备舱前端Ⅱ、Ⅳ象限以及伺服舱Ⅰ～Ⅳ象限设置操作口盖；

(3)设计飞行器操作口盖：操作口盖外形与飞行器外形相匹配，在每个操作口盖上设置加强筋，根据设备舱口盖的周向长度，在设备舱操作口盖上设置2～3条横向加强筋；在每个操作口盖的加强筋上按照一定间距设计配重块安装接口，根据操作口盖的轴向长度，在操作口盖的加强筋上设置2～8组配重块安装接口；

(4)确定配重安装位置：配重材料选择密度为16～17.5g/cm³的钨渗铜，配重安装位置轴向可调节，根据飞行器配平前的质量M以及X、Y、Z向质心位置，在不小于340mm的飞行器质心调节范围内，确保飞行器质量不变的前提下调整配重块安装位置，实现飞行器在不同飞行剖面下质心系数大范围调整的三向配平。

还包括步骤5，对配平后的飞行器质量及X、Y、Z向质心位置进行测量，如测量结果没有满足设计要求，则重回步骤4，直至满足要求。