CN107918698A - 一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法 - Google Patents

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李苏渊
戴诗龙
周承前
夏明广
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Abstract

本发明涉及一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B；步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线；步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。本发明解决了飞机设计方案阶段水陆两栖飞机机身质量分布计算难度大、参数选取困难的问题。

Description

一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法
技术领域
本发明涉及一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，通过将该方法提取截面参数，编制程序，输入数据文件，就可以快速准确地进行水陆两栖飞机机身蒙皮的质量分布计算。
背景技术
陆基飞机的机身蒙皮界面多半类似圆形或者椭圆形，机身蒙皮纵向为筒状，形状较为规则，质量分布计算建模相对容易，截面参数选取也相对简单。水陆两栖飞机机身蒙皮上半部分是类似于陆基飞机的类半圆筒结构，可以参考陆基飞机机身蒙皮的建模方法计算；下半部是船体结构，形状复杂，难以参考陆基飞机的建模计算方式。
发明内容
本发明提供一种新型的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，克服水陆两栖飞机机身蒙皮形状复杂，质量分布计算繁琐等困难。其通过提取截面参数，引入曲线方程，编写计算机程序，输入数据文件，就可以快速准确地进行水陆两栖飞机机身蒙皮船体的质量分布计算。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法。该方法包括以下步骤：
第一，如附图所示，本发明引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外。
第二，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线。
第三，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性。
第四，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布。
第五，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。
具体步骤如下：
一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，具体步骤如下：
步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；
步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线；
步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；
步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；
步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。
步骤2中引入二次曲线方程、机身半宽D、机身上半弧线高度N，来对水陆两栖飞机机身横截面的上半弧段进行计算。
步骤2中，引入圆弧方程、机身半宽D、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H，对水陆两栖飞机机身横截面下半弧段进行计算。
步骤2中，引入圆弧方程、机身船底弧线半径R1、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身船底外倾角β外对水陆两栖飞机机身船底横截面弧段进行计算。
步骤2中，引入直线方程、机身船底内倾角β内、机身下半段高度h，对水陆两栖飞机机身船底横截面的斜线段进行计算。
步骤3中，通过以上引入的截面参数、曲线方程,在机身纵向、高度方向将机身蒙皮简化为很小的质量微元，分别计算每个质量微元的质量特性。
步骤4中，将上述质量微元进行积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布。
本发明机身蒙皮质量分布计算方法：相对于现有的技术，本发明的有益效果在于：通过将机身蒙皮零件模型进行简化，提取机身蒙皮各段特征截面，根据截面参数，采取分段曲线建模对截面进行质量分布计算。各段截面间采用有限元、积分进行质量分布计算。计算精度高，只需要机身的外形参数、蒙皮密度，不需要建立细致的三维模型，解决了飞机设计方案阶段水陆两栖飞机机身质量分布计算难度大的问题。
附图说明
图1是本发明提供一种新型的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法所引进的水陆两栖飞机机身典型的横截面参数示意图。
图中D为机身半宽、N为机身上半弧线高度、R为机身下半段弧线半径、B为机身船底半宽、H为机身下半段弧线纵向投影高度、h为机身下半段高度、R1为机身船底弧线半径、β内为机身船底内倾角、β外为机身船底外倾角。
具体实施方式
下面结合图1来进一步说明本发明水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法的具体实施方式如下。
第一，引入机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；
第二，分段引入曲线方程来描述机身蒙皮截面特征。通过二次曲线方程曲线方程描述机身上半段弧线。通过圆的方程(x-a)2+(y-b)2＝R2描述机身下半段弧线，其中a、b为圆心坐标，可通过代入H、B、D参数获得。通过圆的方程(x-a1)2+(y-b1)2＝R1 2来描述船底截面弧线，其中a1，b1为圆心坐标，可通过代入B、H以及倾角为β内的直线方程求得。船底截面斜线可通过直线方程y＝xtanβ内-h来描述。机身截面的另外一半曲线可通过上述分段曲线方程利用对称性获得。
第三，微元化，通过将蒙皮简化为很小的质量元，分别计算每个质量微元的质量特性。对机身蒙皮沿着高度方向和机身长度方向进行微元化，微元得边长为其中K1，K2为整数使得dy，dy的均小于0.005m。根据蒙皮的密度、以及微元点在界面的位置关系，计算微元的质量特性。
第四，积分计算蒙面的质量分布，通过质量特性的叠加原理，根据网格或者质量分布分割面要求，将网格内或分段内的质量微元进行积分计算，得到蒙皮的质量分布数据。
第五，将以上计算过程编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。
以上所揭露的仅为本发明的优选实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，以此依据本发明申请专利范围所做的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；
步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线；
步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；
步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；
步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。
2.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤2中引入二次曲线方程、机身半宽D、机身上半弧线高度N，来对水陆两栖飞机机身横截面的上半弧段进行计算。
3.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤2中，引入圆弧方程、机身半宽D、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H，对水陆两栖飞机机身横截面下半弧段进行计算。
4.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤2中，引入圆弧方程、机身船底弧线半径R1、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身船底外倾角β外对水陆两栖飞机机身船底横截面弧段进行计算。
5.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤2中，引入直线方程、机身船底内倾角β内、机身下半段高度h，对水陆两栖飞机机身船底横截面的斜线段进行计算。
6.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤3中，通过以上引入的截面参数、曲线方程,在机身纵向、高度方向将机身蒙皮简化为很小的质量微元，分别计算每个质量微元的质量特性。
7.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤4中，将上述质量微元进行积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111353210A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 达索***公司 估计物理产品质量分布的计算机实现方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099217C1 (ru) * 1995-12-29 1997-12-20 Колганов Вачеслав Васильевич Экранолет, его взлетно-посадочное устройство и привод складывания крыла
RU2232697C1 (ru) * 2003-06-11 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А.Гагарина" Самолет-амфибия
CN203528820U (zh) * 2012-12-14 2014-04-09 中航通飞研究院有限公司 一种大型灭火水陆两栖飞机
CN105868498A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 南京航空航天大学 基于扫描线点云的蒙皮边界特征重构方法
CN105922831A (zh) * 2016-05-23 2016-09-07 吉林大学 水空两栖航行器的仿生变形机翼及其入水控制方法
CN106326551A (zh) * 2016-08-23 2017-01-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种加筋壁板结构中蒙皮有效宽度的计算方法
CN106767562A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 苏州西博三维科技有限公司 一种基于机器视觉和散斑的测量方法及人体测量方法
CN107161842A (zh) * 2017-05-27 2017-09-15 中航成飞民用飞机有限责任公司 桶形蒙皮壁板组部件吊装转运装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099217C1 (ru) * 1995-12-29 1997-12-20 Колганов Вачеслав Васильевич Экранолет, его взлетно-посадочное устройство и привод складывания крыла
RU2232697C1 (ru) * 2003-06-11 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А.Гагарина" Самолет-амфибия
CN203528820U (zh) * 2012-12-14 2014-04-09 中航通飞研究院有限公司 一种大型灭火水陆两栖飞机
CN105868498A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 南京航空航天大学 基于扫描线点云的蒙皮边界特征重构方法
CN105922831A (zh) * 2016-05-23 2016-09-07 吉林大学 水空两栖航行器的仿生变形机翼及其入水控制方法
CN106326551A (zh) * 2016-08-23 2017-01-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种加筋壁板结构中蒙皮有效宽度的计算方法
CN106767562A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 苏州西博三维科技有限公司 一种基于机器视觉和散斑的测量方法及人体测量方法
CN107161842A (zh) * 2017-05-27 2017-09-15 中航成飞民用飞机有限责任公司 桶形蒙皮壁板组部件吊装转运装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IFTIKHAR B. ABBASOV 等: "Computational modeling of multipurpose amphibious aircraft Be-200", 《ADVANCES IN ENGINEERING SOFTWARE》, pages 12 - 17 *
姚小虎 等: "基于 CEL 算法的水陆两栖飞机水上降落动力特性分析", 《华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )》, vol. 43, no. 6, pages 110 - 115 *
林杰 等: "飞机整机蒙皮自身红外辐射特性建模与分析", 《红外技术》, vol. 34, no. 5, 31 May 2012 (2012-05-31), pages 42 - 47 *
肖正星 等: "某型水陆两栖飞机驾驶舱布置研究", 《广东科技》, no. 14, pages 62 - 64 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111353210A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 达索***公司 估计物理产品质量分布的计算机实现方法

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