[发明专利]基于悬链线模型的船载飞机系留载荷计算方法及其装置

权利要求书

1.一种基于悬链线模型的船载飞机系留载荷计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

简化飞机模型，将飞机机轮等效为弹簧模型，飞机机身等效为刚体，甲板等效为刚体；

根据简化后的飞机模型，确定飞机刚体结构的位移类型；

通过坐标变换，把刚体上任意一点的位移表达成飞机机轮变形位移及刚体在甲板平面内滑动位移的组合形式；

简化系留索具模型，根据系留索具绷紧到松弛状态的受力特点，构建系留索具悬链线力学模型；

以系留索受力平衡为约束条件，构造索具载荷联立方程，借助牛顿－拉斐尔法通过数值迭代求解，得到系留索系留载荷。

2.如权利要求1所述的基于悬链线模型的船载飞机系留载荷计算方法，其特征在于，所述根据简化后的飞机模型，确定飞机刚体结构的位移类型具体包括：

将飞机刚体重心的空间六个自由度的位移分为两类，I类是由飞机机轮或缓冲器变形引起的刚体位移，指机轮有三个独立的Z向位移w₁,w₂,w₃，这三个独立位移表达刚体在甲板垂直方向产生的位移w₀，以及绕X轴的转角γ和绕Y轴的转角β；

II类是刚体在甲板平面内滑动产生的位移，指刚体在甲板平面内沿X轴和Y轴方向的平移(x₁y₁)，以及绕Z轴的转角α′。

3.如权利要求2所述的基于悬链线模型的船载飞机系留载荷计算方法，其特征在于，w₀,γ,β和w₁,w₂,w₃之间的关系如下：

w₀＝min(w₁,w₂,w₃)

γ＝sin^-1[(w₁-w₂)/b]

其中，a为前主轮距，b为主轮距。

4.如权利要求3所述的基于悬链线模型的船载飞机系留载荷计算方法，其特征在于，所述通过坐标变换，把刚体上任意一点的位移表达成飞机机轮变形位移及刚体在甲板平面内滑动位移的组合形式具体为：

在刚体坐标系下，在没有刚体位移条件下假设刚体任意一点的坐标为(u v w)^T，在I类位移作用下，刚体任意一点新的坐标(u′v′w′)^T表达为：

或者

其中,(u_c v_c w_c)^T为w₀变形对应机轮在刚体坐标系下的位置坐标；

在第II类位移作用下，刚体上各点坐标会发生新的变化，假设刚体在甲板面内的位移为x₁，y₁，α′，刚体上任意一点新的坐标(u″v″w″)^T在I类位移下新坐标基础上修正为下式：

通过上述坐标变换，刚体任意一点位移表达为坐标变换后和坐标变换前的差的形式，即表达为刚体两类位移w₁,w₂,w₃，和(x₁y₁)α′的组合形式，即为：