[发明专利]基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法

权利要求书

1.一种基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、建立飞行器的风洞模型和真实模型；

步骤2、针对所述风洞模型和真实模型开展气动弹性性能评估，当根据评估结果判定基于所述风洞模型和真实模型的弹性气动数据均需要修正时，则进入步骤3；

步骤3、进行第一次弹性修正，包括：

基于所述风洞模型，利用风洞试验测量得到所述风洞模型的气动力系数；

采用工程面元法计算所述风洞模型变形前后的气动力系数变化量；

将风洞变形数据与气动力系数变化量相减，得到第一气动数据；

步骤4、进行第二次弹性修正，包括：

采用工程面元法计算真实模型变形前后的气动力系数变化量；

将所述真实模型的变形前后的气动力系数变化量与所述第一气动数据叠加即得；

所述步骤3和4中，基于工程面元法获取变形前后气动系数变化量时，包括：

基于工程面元法获取所有计算状态的气动导数修正系数，包括：a)针对纵向气动力，需要提取b)针对航向气动力，需要提取c)针对横向气动力，需要提取d)针对升降舵，需要提取e)针对方向舵，需要提取f)针对副翼，需要提取

将得到的所述气动导数修正系数转化为变形前后气动系数变化量，其中，基于工程面元法的纵横向耦合弹性气动系数修正转换公式如公式(1)所示，基于工程面元法的舵效弹性气动系数的修正转换公式如公式(2)所示：

式中：Δc_y、Δc_z、Δm_x、Δm_y、Δm_z—分别表示，弹性变形引起的升力系数、侧向力系数、滚转力矩系数、偏航力矩系数和俯仰力矩系数的变化量；

Ma、α、β、H、δ_x、δ_y、δ_z—分别表示，马赫数、攻角、侧滑角、高度、副翼偏角、方向舵偏角和俯仰舵偏角；

—分别表示，升力系数导数修正系数、俯仰力矩系数导数修正系数、侧向力系数导数修正系数、偏航力矩系数导数修正系数、滚转力矩系数导数修正系数、升降舵对升力系数导数修正系数、升降舵对俯仰力矩系数导数修正系数、方向舵对侧向力系数导数修正系数、方向舵对偏航力矩系数导数修正系数和副翼对滚转力矩系数导数修正系数；

—分别表示，升力系数导数、俯仰力矩系数导数、侧向力系数导数、偏航力矩系数导数、滚转力矩系数导数、升降舵对升力系数导数、升降舵对俯仰力矩系数导数、方向舵对侧向力系数导数、方向舵对偏航力矩系数导数和副翼对滚转力矩系数导数；

α₀—刚性升力系数中c_y＝0时，对应的攻角。

2.根据权利要求1所述的一种基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法，其特征在于，所述步骤2中，针对所述风洞模型开展气动弹性性能评估包括：

针对所述风洞模型，开展不同马赫数、攻角、侧滑角耦合下的极限动压状态气动弹性性能评估。

3.根据权利要求1所述的一种基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法，其特征在于，所述步骤2中，针对所述真实模型开展气动弹性性能评估包括：针对所述真实模型，开展典型弹道条件及拉偏弹道条件下的气动弹性性能评估。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法，其特征在于，所述针对风洞模型和真实模型的气动弹性性能评估的评估结果均包括：获取气动力系数的气动弹性修正量和舵效弹性修正量；并且当两者的评估结果均至少满足下述设定条件之一时，则判定两者的弹性气动数据均需要修正：

一)气动力系数的气动弹性修正量大于10％；二)舵效弹性修正量大于15％。

5.根据权利要求1所述的一种基于工程面元法的弹性气动数据精确获取方法，其特征在于，所述利用风洞试验测量得到的气动力系数包括不同马赫数、攻角、侧滑角和舵偏角下的纵横向耦合气动系数和舵效气动系数。