[发明专利]一种可应用于翼身融合水下滑翔机外形设计的参数化方法

权利要求书

1.一种可应用于翼身融合水下滑翔机外形设计的参数化方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将翼身融合水下滑翔机的几何外形分为平面形状和截面形状，在三维笛卡尔坐标系下的投影为平面形状和截面形状；

步骤2：滑翔机的平面形状共包含十个控制点，给定控制点坐标可计算出平面形状的型线；所述十个控制点分别为：后端贝塞尔起始点C1、后端贝塞尔控制点1C2、后端贝塞尔控制点2C3、后端贝塞尔终止点C4、后端直线翼型终止点C5、前端直线翼型起始点C6、前端贝塞尔起始点C7、前端贝塞尔控制点1C8、前端贝塞尔控制点2C9、前端贝塞尔终止点C10；

由给定的控制点坐标值能够计算得到平面形状的型线；

步骤3：将滑翔机的平面形状外形沿展长方向分为前端贝塞尔曲线、前端直线翼型、后端直线翼型和后端贝塞尔曲线；前端贝塞尔曲线和后端贝塞尔曲线包含4个控制点，分别由4个控制点坐标值计算得到三次贝塞尔曲线；前端直线翼型和后端直线翼型均包含2个控制点，分别由2个控制点计算得到一次直线；

步骤4：将滑翔机平面形状上的曲线翼型采用贝塞尔曲线组控制，翼型前、后端贝塞尔曲线均由4个控制点根据其坐标值计算得到；

步骤5：将前端贝塞尔曲线、后端贝塞尔曲线、前端直线翼型和后端直线翼型带入滑翔机平面形状坐标系内，相互连接，同时将滑翔机翼型翼梢处控制点和最大高度处控制点用直线相连，构成完整的滑翔机平面形状；

步骤6：对每一个滑翔机截面形状确定5个独立的翼型参数；

步骤7：由给定截面形状的5个翼型参数计算每一个截面的在标准翼型曲线上的变化量，将计算得到的截面形状翼型变化量添加到标准翼型曲线上得到变化后截面形状的点坐标；

步骤8：根据已得到的滑翔机平面形状型线计算每一处截面形状的长度和高度值；

由已经获得的滑翔机平面形状的参数方程和每一个截面形状翼型在翼身融合水下滑翔机实际三维坐标下的位置，对变化后的截面翼型形状的坐标点进行坐标变换，将变化后截面翼型转化为滑翔机参数化外形的实际截面翼型坐标；首先根据已得到的滑翔机平面形状参数方程确定前端贝塞尔曲线与后端贝塞尔曲线在对应截面翼型处的坐标值,如第一个截面翼型处坐标值(X_Fsec1,Y_Fsec1),(X_Bsec1,Y_Bsec1)、上端直线翼型与下端直线翼型在对应截面翼型处的坐标值，如第五个截面翼型处坐标值(X_Fsec5,Y_Fsec5),(X_Bsec5,Y_Bsec5)；进一步已获得的每一个截面翼型处对应的坐标值，计算得到对应截面翼型的展长值和高度值：

第一个截面翼型：

EL_sec1＝YF_sec1-YB_sec1

HL_sec1＝XB_sec1

第五个截面翼型：

EL_sec5＝Y_Fsec5-Y_Bsec5

HL_sec5＝X_Bsec5

重复计算得到所有截面翼型对应的展长值和高度值；

步骤9：根据每一处截面形状的长度和高度值，将计算得到的变化后截面形状转化为滑翔机实际的截面形状；

已获得的滑翔机所有截面翼型所对应的截面形状展长值和高度值，经坐标变换，将变化后的截面翼型坐标变换成参数化外形的实际坐标值，其坐标变换关系为：

X_sec＝EL_sec*y_sec+HL_sec

Y_sec＝EL_sec*x_sec

Z_sec＝z_sec；

步骤10：将每一个截面形状按照给定的坐标值插入到平面形状内，构成滑翔机的外形型线；

步骤11：根据已经获得的滑翔机外形型线，进行曲线组放样，形成完整的翼身融合水下滑翔机的外形参数化文件；

利用翼身融合水下滑翔机的参数化外形进行曲线组放样，其中第一次放样：选择前端贝塞尔曲线和后端贝塞尔曲线作为滑翔机几何外形的第一段引导线，两者之间的截面翼型型值点作为第一段截面翼型，进行曲线组放样；之后进行第二次放样：选择前端直线翼型和后端直线翼型作为滑翔机几何外形的第二段引导线，两者之间的截面翼型型值点作为第二段截面翼型，进行曲线组放样；最后将两次放样的外形形成联合体生成翼身融合水下滑翔机的几何外形。