[发明专利]一种无人机阵风载荷谱快速编制方法

权利要求书

1.一种无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：选取一组飞机状态参数，采用连续紊流分析计算该状态下的飞机阵风响应特征频率N₀，将这些参数和频率作为“基准状态参数”和“基准特征频率”；

第二步：选取多组飞机状态参数，分别采用连续紊流分析计算对应的飞机阵风响应特征频率，以4个关键参数M_a，1/μ_g，1/c，1/A_R与基准状态参数的比值作为自变量，以特征频率与基准特征频率的比值作为因变量，构建“关键参数比值”与“特征频率比值”的多元线性回归方程，形式如下：

其中，M_a表示马赫数；c表示机翼平均气动弦长；A_R表示机翼平均展弦比；μ_g表示飞机质量参数；k₀～k₄表示线性回归系数；

第三步：确定各任务剖面每个任务段的飞行状态参数，根据第二步的多元线性回归方程和第一步的基准状态参数和基准特征频率，可快速获取该任务段的阵风响应特征频率；

第四步：基于第三步获取的各任务段阵风响应特征频率，根据一个寿命周期各任务段的高度范围和发生时间，计算各级阵风速度的总超越数，采用概率配对法，按各任务剖面的执行顺序，即可编制一个寿命周期的阵风载荷谱。

2.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述第一步选取一组飞机状态参数为发生时间最长的任务段所对应的飞机状态参数。

3.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述飞机状态参数为阵风动态响应特性计算所需的所有相关参数。

4.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述第一步连续紊流分析是精细动态仿真分析或单自由度、二自由度刚体分析。

5.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述第二步飞机质量参数μ_g的计算公式为：

其中，G表示飞机重量N、C_L^α表示机翼升力线斜率1/rad、c表示机翼平均气动弦长m、S表示机翼参考面积m²，ρ表示所在高度的空气密度kg/m³、g表示重力加速度m/s²。

6.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述第三步快速获取该任务段的阵风响应特征频率，具体步骤为：

1)计算每个任务段的关键状态参数与第一步“基准状态参数”的比值；

2)将关键参数比值代入第二步的多元线性回归方程，求解该任务段的阵风响应特征频率比值；

3)将该比值乘以第一步“基准特征频率”获取该任务段的阵风响应特征频率。

7.如权利要求1所述的无人机阵风载荷谱快速编制方法，其特征在于，所述第四步概率配对法，指根据各级阵风载荷峰谷值的发生次数计算不同峰谷对的发生概率，构成能够统计代表机群母体可能经历的载荷循环。