一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，具體步驟為：第一步，在二維翼型的基礎(chǔ)上進行二維增升裝置氣動外形設(shè)計；第二步，進行二維運動機構(gòu)運動軌跡設(shè)計；第三步，獲得起飛與著陸狀態(tài)下氣動外形及其翼型的縫道參數(shù)；第四步，計算增升裝置二維氣動力；第五步，增升裝置縫道參數(shù)優(yōu)化，重復(fù)第二步至第四步，對滿足起飛與著陸氣動性能要求的運動機構(gòu)的幾何參數(shù)以及翼型偏角數(shù)進行尋優(yōu)，直至獲得最優(yōu)結(jié)果。本發(fā)明通過模擬增升裝置運動機構(gòu)整個軌跡曲線來獲得起飛構(gòu)型與著陸構(gòu)型縫道參數(shù)，在保證軌跡實現(xiàn)的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)增升裝置起飛構(gòu)型與著陸構(gòu)型的同步優(yōu)化設(shè)計。
【專利說明】一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，特別涉及一種考慮運動軌跡的增升裝置 優(yōu)化設(shè)計方法，屬于運輸機【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 增升裝置的性能是衡量民用客機設(shè)計水平的重要指標之一，關(guān)系到飛機的安全 性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性。增升裝置設(shè)計要求以盡可能簡單的形式獲得所需的升力，起飛構(gòu)型 要求阻力盡可能小以滿足起飛場要求，著陸構(gòu)型要求高升力高阻力。
[0003] 增升裝置需要在運動機構(gòu)的驅(qū)動下偏轉(zhuǎn)到起飛和著陸構(gòu)型。起飛構(gòu)型與著陸構(gòu)型 軌跡位于同一條曲線上。通常增升裝置設(shè)計都是單點設(shè)計，一般著重著陸狀態(tài)的性能。并 且在氣動設(shè)計階段不考慮運動機構(gòu)及其軌跡，只針對外形以及縫道參數(shù)進行優(yōu)化以獲得理 想的著陸狀態(tài)氣動性能。這樣做將難以獲得滿意的起飛構(gòu)型的性能，有時還會增加運動機 構(gòu)的復(fù)雜性和尺寸，不僅給運動機構(gòu)設(shè)計帶來不變還會增加運動機構(gòu)整流裝置尺寸，帶來 不必要的阻力損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種考慮運動軌跡的 增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，以實現(xiàn)對增升裝置起飛構(gòu)型以及著陸構(gòu)型縫道參數(shù)同步優(yōu)化。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，具體步 驟為：
[0006] 第一步，進行二維增升裝置氣動外形設(shè)計：采用Bezier曲線對增升裝置曲面外形 進行設(shè)計；
[0007] 第二步，進行二維運動機構(gòu)運動軌跡設(shè)計：建立運動表達式并根據(jù)其位移方程獲 得相應(yīng)的運動軌跡；在二維坐標系中建立A點的坐標：

【權(quán)利要求】
1. 一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，具體步驟為： 第一步，進行二維增升裝置氣動外形設(shè)計：采用Bezier曲線對增升裝置曲面外形進行 設(shè)計； 第二步，在步驟一曲面外形基礎(chǔ)上，進行二維增生裝置運動軌跡設(shè)計：建立運動表達式 并根據(jù)其位移方程獲得相應(yīng)的運動軌跡；在二維坐標系中建立A點的坐標：
根據(jù)以上表達式，在〇A、AB的長度LI、L2及其初始位置信息以及滑軌B的幾何信息已 知的情況下，即可獲得運動過程中隨翼型偏角變化的翼型坐標，即運動軌跡，該軌跡為偏角 的函數(shù)； 第三步，獲得起飛與著陸狀態(tài)下氣動外形及其翼型的縫道參數(shù)：根據(jù)第二步中運動軌 跡的函數(shù)，輸入起飛、著陸狀態(tài)翼型的偏角，得到起飛與著陸狀態(tài)下增升裝置翼型的坐標位 置并求出搭接量與縫道寬度，從而得到起飛、著陸狀態(tài)下的氣動外形；翼型搭接量為翼型后 緣與翼型前緣水平方向坐標值之差，縫道寬度為翼型后緣到主翼或縫翼的最小距離； 第四步，計算增升裝置二維氣動力：求解Navior-Stokes方程得到增升裝置二維起飛、 著陸構(gòu)型氣動力數(shù)據(jù)，氣動力數(shù)據(jù)包括升力系數(shù)、阻力系數(shù)、力矩系數(shù)以及升阻比； 第五步，增升裝置縫道參數(shù)優(yōu)化： 重復(fù)第二步至第四步，對滿足起飛與著陸氣動性能要求的運動機構(gòu)的幾何參數(shù)以及翼 型偏角數(shù)進行尋優(yōu)，直至獲得最優(yōu)結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，所 述第五步中進行尋優(yōu)的方法為，通過改變運動機構(gòu)數(shù)學(xué)模型中的各個參數(shù)得到不同的運動 軌跡，在此基礎(chǔ)上獲得某偏角下增升裝置二維起飛和著陸構(gòu)型，在約束條件下根據(jù)起飛著 陸狀態(tài)氣動力系數(shù)對目標函數(shù)進行加權(quán)。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，約 束條件包括著陸狀態(tài)失速攻角和力矩系數(shù)、給定小攻角下著陸與起飛狀態(tài)升力系數(shù)、起飛 狀態(tài)失速攻角和升阻比。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種考慮運動軌跡的增升裝置優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，目 標函數(shù)包括著起飛和陸狀態(tài)最大升力系數(shù)最大。
【文檔編號】B64F5/00GK104354875SQ201410602702
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】郝璇, 蘇誠, 張衛(wèi)民 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院