[发明专利]一种无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法

说明书

本申请提供了一种无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法，包括：确定一任意值的初始重心后限；对所述初始重心后限进行气动操纵效能评估、执行机构能力评估、飞机本体稳定性评估、线性幅值稳定性评估和非线性幅值稳定性评估；若上述任一评估不满足要求，则前移所述初始重心后限，直至重心后限能够满足上述评估要求；若上述评估均满足要求，则后移所述初始重心后限，直至重心后限不满足任一上述评估要求。本申请所提供的无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法能够针对无尾飞翼布局飞机的特殊性对重心后限进行评估，且能够全面的评估飞机重心后限下的操纵性、稳定性及飞行安全性。

技术领域

本申请属于飞行控制技术领域，特别涉及一种无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法。

背景技术

飞机在设计时，为了保证飞机的操纵性、稳定性及控制可行性，飞机的重心应约束在一定范围内，即重心允许范围。现代飞机为了追求更高的飞行性能及操纵敏捷性，纵向往往采用放宽静稳定设计，通过将重心设计在焦点之后，以达到静不安定状态。飞机在设计过程中，重心后限作为确保飞机飞行安全的重要指标应通过严格、全面的评估后确定。

如图1和图2所示，飞翼布局飞机作为一种先进布局结构的飞机，其非常规布局特点决定了飞机的操纵稳定性与传统布局的飞机具有较大的区别，而无尾飞翼布局航向静不安定的特点使得飞机稳定性进一步恶化，带来了更大的控制难度和失控的风险。重心作为影响飞机稳定性的关键参数，其后限的确定决定了无尾飞翼布局飞机的飞行安全及飞行品质。

发明内容

本申请的目的是提供了一种无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法，以解决或减轻上述至少一个问题。

本申请提供的技术方案是：一种无尾飞翼布局飞机重心后限的确定方法，所述方法包括：

确定一任意值的初始重心后限；

对所述初始重心后限进行气动操纵效能评估、执行机构能力评估、飞机本体稳定性评估、线性幅值稳定性评估和非线性幅值稳定性评估；

若上述任一评估不满足要求，则前移所述初始重心后限，直至重心后限能够满足上述评估要求；

若上述评估均满足要求，则后移所述初始重心后限，直至重心后限不满足任一上述评估要求。

进一步的，对所述初始重心后限进行气动操纵效能的评估过程包括：

在最大允许迎角范围内和重心后限条件下，飞机下俯操纵力矩能够防止飞机在滚转时迎角出现发散趋势，并能够使飞机从较大迎角状态恢复至较小迎角状态，下俯恢复力矩产生的俯仰加速度不小于预定值。

在上述实施方式中，俯仰加速度的预定值为0.4rad/s²。

进一步的，对所述初始重心后限进行执行机构能力的评估过程包括：

在飞行包线内和重心后限条件下，操纵面偏转速率和铰链力矩能够在所有迎角和侧滑角组合范围内保证飞行安全。

进一步的对所述初始重心后限进行飞机本体稳定性的评估过程包括：

在飞行包线和允许迎角范围内及重心后限条件下，飞机本体纵向短周期发散的倍幅时间应不小于第一预定时间，飞机本体横航向模态分母传递函数发散根最大倍幅时间应不小于第二预定时间。

在上述实施方式中，所述第一预定时间和第二预定时间均为400ms。

进一步的，对所述初始重心后限进行线性幅值稳定性的评估过程包括：

在飞行包线内和重心后限条件下，飞机增稳后的模态特性应满足如下要求：

a)俯仰短周期阻尼比、频率在使用飞行包线范围内满足一级飞行品质要求，在允许飞行包线范围内应至少满足三级飞行品质要求；