[发明专利]一种针对复合推力构型直升机的飞行动力学建模方法

摘要

本发明公开的一种针对复合推力构型直升机的飞行动力学建模方法，该方法包括：获取复合推力构型直升机的相关几何参数和工作参数；确定当前直升机的飞行状态及操纵量初值；建立各部件气动力模型；求解全机合外力及合力矩；通过判定全机合力及合力矩是否为零来决定更新操纵量或输出相应的配平结果；该方法以干扰因子的方式耦合直升机部件之间的气动干扰特性，并将其考虑到复合推力构型直升机的飞行动力学模型中，从而达到提高直升机飞行特性计算精度，缩短气动布局设计周期的目的。本发明提供的方法及系统，可以较为快速便捷的解决复合推力构型直升机在不同飞行状态下的飞行动力学模型配平计算问题。

主权项

1.一种针对复合推力构型直升机的飞行动力学建模方法，其特征在于：包括考虑直升机各部件之间气动干扰影响，所述建模方法通过如下步骤实现：第一步，确定复合推力构型直升机相关参数并确定当前飞行状态；第二步，确定当前飞行状态下的操纵量初值；第三步，建立各部件气动力模型，包括以下模型：螺旋桨气动力建模：得到螺旋桨对于机体重心的气动力和力矩；机翼气动力建模：得到机翼对于机体重心的气动力和力矩；机身的气动力建模：根据通过CFD方法计算得到不同迎角下的机身的阻力系数，得到机身的空气动力；平尾的气动力建模：通过干扰系数的方式体现旋翼以及螺旋桨对于平尾升阻力的影响，通过CFD方法给出其升阻力干扰因子计算出平尾对于机体重心的气动力和力矩；垂尾的气动力建模：得到垂尾对于机体重心的气动力和力矩；第四步，在该构型的飞行动力学建模中，根据下述方程求得全机的合力及合力矩；复合推力构型直升机的运动学方程：复合推力构型直升机的绕重心转动的动力学方程：复合推力构型直升机姿态角与角速度之间的运动学关系：其中，F_x,F_y,F_z表示直升机气动合力三分量，V_x,V_y,V_z表示飞行速度在体轴系中的三分量，ω_x,ω_y,ω_z表示直升机角速度三分量，θ表示直升机航迹角，φ表示直升机偏航角，M_x,M_y,M_z表示直升机外力矩在体轴系中的三分量；第五步，判断直升机的合力及合力矩是否为零；若此时全机的合力及合力矩不为零，则需要调整相应的操纵量，再次计算；若此时全机的合力及合力矩为零，则输出此时的飞行状态及其相对应的操纵量。