[发明专利]一种弹性飞行器动响应的确定方法

权利要求书

1.一种弹性飞行器动响应的确定方法，其特征在于，包括：

步骤S1、确定当前时刻飞行器的刚体气动阻力、升力、俯仰力矩；

步骤S2、根据突风速度确定飞行器弹性振动的模态坐标动响应；

步骤S3、根据所述模态坐标动响应确定由于飞行器弹性变形引起的刚体气动力修正量；

步骤S4、基于所述刚体气动力修正量对步骤S1中的刚体气动阻力、升力、俯仰力矩进行修正，获得修正后的飞行器气动阻力、升力及俯仰力矩；

步骤S5、根据修正后的飞行器气动阻力、升力及俯仰力矩对飞行器进行动响应求解，基于求解结果更新下一时刻的气动迎角、升降舵偏度及突风速度，返回步骤S1进行迭代计算，直至仿真结束，输出仿真结果；

其中，步骤S1进一步包括：

步骤S11、确定当前时刻飞行器的刚体飞行器的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数、俯仰阻尼系数；

步骤S12、确定飞行器速压、飞行器参考面积、平均气动弦长以及飞行器飞行速度；

步骤S13、根据刚体飞行器的阻力系数及所述飞行器速压、飞行器参考面积确定刚体气动阻力；根据升力系数及所述飞行器速压、飞行器参考面积确定升力；根据俯仰力矩系数、俯仰阻尼系数及所述飞行器速压、飞行器参考面积、平均气动弦长以及飞行器飞行速度确定俯仰力矩；

其中，步骤S11中，根据当前时刻飞行器的飞行马赫数、飞行器的气动迎角、升降舵操纵偏度，采用飞行器气动特性数据插值获得刚体飞行器的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数及俯仰阻尼系数；步骤S12中，首先根据飞行器飞行高度确定当前高度上的音速及大气密度，之后根据音速及大气密度确定飞行器的速压。

2.如权利要求1所述的弹性飞行器动响应的确定方法，其特征在于，步骤S1之前，进一步包括进行飞行器1g配平，获得飞行器配平迎角及配平升降舵偏度。

3.如权利要求1所述的弹性飞行器动响应的确定方法，其特征在于，步骤S2包括：

步骤S21、获取飞行器的弹性模态矩阵；

步骤S22、根据所述弹性模态矩阵确定飞行器的广义质量矩阵M、广义阻尼矩阵C、广义刚度矩阵K、弹性振动引起的弹性气动力系数矩阵突风引起的弹性气动力系数矩阵以及升降舵偏转引起的弹性气动力系数矩阵

步骤S23、根据公式确定所述模态坐标动响应：

其中，Q为飞行器速压，ξ为模态坐标位移；为模态坐标速度；为模态坐标加速度，wg为突风速度。

4.如权利要求1所述的弹性飞行器动响应的确定方法，其特征在于，步骤S3包括：

步骤S31、获取飞行器的弹性模态矩阵；

步骤S32、根据所述弹性模态矩阵确定确定弹性振动引起的升力系数矩阵及弹性振动引起的俯仰力矩系数矩阵；

步骤S33、根据所述升力系数矩阵、飞行器速压及所述模态坐标动响应确定升力修正量；根据所述俯仰力矩系数矩阵、飞行器速压及所述模态坐标动响应确定俯仰力矩修正量。

5.如权利要求4所述的弹性飞行器动响应的确定方法，其特征在于，步骤S5中，进行动响应求解包括：

步骤S51、根据飞行器的气动阻力及升力确定气动力在X轴、Z轴上的投影；

步骤S52、基于四阶龙格-库塔法进行动响应求解，获取飞行器速度在体轴系X轴、Z轴上的投影、飞行器俯仰角速度以及飞行器的俯仰角。