[发明专利]一种飞机外挂连接结构承载能力的分析方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机设计领域，涉及一种飞机外挂连接结构承载能力分析方法的改进。

背景技术

飞机外挂连接结构承载能力是指飞机挂点结构挂装最大重量外挂物的能力，是衡量飞机战斗力的重要指标。

通常外挂连接结构承载能力分析方法是一个正向的设计过程：挂载外挂物的技术方案→外挂物吹风气动载荷→外挂物飞行过载→外挂物投放过载→外挂物着陆/着舰过载→挂点结构设计模型→外挂连接载荷→外挂连接强度→飞机外挂安全评估。

按照正常的设计流程，现役飞机无法挂装超出最大设计重量的外挂物（第Ⅲ、Ⅳ重量级外挂物），而这种情况在现役飞机改型中经常出现。

发明内容

本发明的目的是：提供一种逆向的外挂连接结构承载能力分析方法，从结构剩余强度出发，推倒出飞机过载的限制范围，通过控制飞机的过载（机动性），协调确定挂飞方案，满足飞机挂装大重量外挂物的需求，实现外挂连接结构承载能力的提升。

本发明的技术方案是：一种飞机外挂连接结构承载能力的分析方法,其特征在于，该分析方法以外挂连接结构的薄弱部位剩余强度为研究对象，建立薄弱部位结构剩余强度的参数化方程组，倒推出飞机三个方向过载范围，包括如下步骤：

第一，对于外挂物的吹风气动载荷和惯性载荷进行简化：第Ⅲ、Ⅳ重量级外挂物（700kg以上）一般是惯性载荷占主导，如果暂无气动载荷数据，可将气动载荷简化为P=0.5·n·m·g；挂架也按此方法进行简化；

第二，根据外挂方案的几何位置（见图1），代入气动载荷，得到外挂连接A点载荷关于过载的参数化方程组；

P_AX=m₁gn_x+m₂gn_x+P_1X+P_2X

P_AY=（m₁gn_x+P_1X）×H₁/L+（m₂gn_x+P_2X）×H₂/L+（m₁gn_y+P_1y）×（L-L₁）/L+（m₂gn_y+P_2y）×（L-L₂）/L

P_AZ=（m₁gn_Z+P_1Z）×（L-L₁）/L+（m₂gn_Z+P_2Z）×（L-L₂）/L

M_AX=（m₁gn_Z+P_1Z）×H₁+（m₂gn_Z+P_2Z）×H₂

第三，通过分析确定强度薄弱部位，代入载荷方程，建立剩余强度η关于过载的参数化方程，根据剩余强度不低于设计标准（η>1）的要求，求解关于nx、ny、nz的方程组，确定三个方向过载范围，给出限制条件，达到挂载能力要求。

1η3=[PAY/(0.55×3×t×D×π]/(0.6×σb)]]>——螺纹的剪切