CN109858065B - 飞机外挂物气动载荷预测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种飞机外挂物气动载荷预测方法，包括：对外挂物进行CFD仿真，得到所述外挂物表面的压力分布；选取所述外挂物的典型剖面特征点进行测压风洞试验，得到测压试验结果；根据所述测压试验结果对所述压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据；对所述外挂物进行测力风洞试验，得到测力试验结果；根据所述测力试验结果对所述压力分布进行修正，得到第二气动压力分布数据；将所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据进行协调处理，得到所述外挂物的气动载荷分布特征；根据所述气动载荷分布特征来预测所述外挂物的气动载荷分布。

Description

飞机外挂物气动载荷预测方法
技术领域
本申请涉及气动技术领域，具体提供一种飞机外挂物气动载荷预测方法。
背景技术
现有技术中的飞机外挂物气动载荷预测方法有CFD仿真方法、测压风洞试验方法和测力风洞试验方法，三种方法分别存在以下缺点：CFD仿真方法，对于复杂外形外挂物，其局部流场分布可靠性需要验证；测压风洞试验方法，受模型比例大小和内部空间限制，模型表面测压点较少，无法获取较为详细的压力分布数据，同时也无法获取集中气动特性结果；测力风洞试验方法，无法获得外挂物表面压力分布数据。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种飞机外挂物气动载荷预测方法，包括：对外挂物进行CFD仿真，得到所述外挂物表面的压力分布；选取所述外挂物的典型剖面特征点进行测压风洞试验，得到测压试验结果；根据所述测压试验结果对所述压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据；对所述外挂物进行测力风洞试验，得到测力试验结果；根据所述测力试验结果对所述要分布进行修正，得到第二气动压力分布数据；将所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据进行协调处理，得到所述外挂物的气动载荷分布特征；根据所述气动载荷分布特征来预测所述外挂物的气动载荷分布。
根据本申请的至少一个实施例，所述典型剖面的特征点包括外挂物前后的顶点、外形曲率变化较大的位置点、CFD仿真中压力系数极值点以及外挂物表面凸起位置点中的一种或多种。
根据本申请的至少一个实施例，根据所述测压试验结果对所述压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据，包括：去除所述压力分布中的非极值点，保留所述压力分布中的极值点，并将所述测压试验结果补充到所述压力分布中，得到第一气动压力分布数据。
根据本申请的至少一个实施例，根据所述测力试验结果对所述要分布进行修正，得到第二气动压力分布数据，包括：去除所述压力分布中的非极值点，保留所述压力分布中的极值点，并将所述测力试验结果补充到所述压力分布中，得到第二气动压力分布数据。
根据本申请的至少一个实施例，将所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据进行协调处理，得到所述外挂物的气动载荷分布特征，包括：在所述第一气动压力分布数据中添加所述压力分布；计算添加所述压力分布后的所述第一气动压力分布数据与所述第二气动压力数据的误差；若所述误差小于预设阈值，则以添加所述压力分布后的所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力数据作为所述外挂物的气动载荷分布特征。
本申请实施例提供的飞机外挂物气动载荷预测方法中，将CFD仿真结果与测力/测压风洞试验数据相结合，形成一套外挂物载荷预测的综合方法，使结果兼具CFD仿真分布详细全面和试验数据可靠性的优点，提高外挂物载荷预测的精细度与准确度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的飞机外挂物气动载荷预测方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的某外挂物法向力载荷分布载荷预测结果示意图；
图3是本申请实施例提供的某外挂物侧向力载荷分布载荷预测结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1是本申请实施例提供的飞机外挂物气动载荷预测方法的流程示意图。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，对外挂物进行CFD仿真，得到外挂物表面的压力分布。
步骤102，选取外挂物的典型剖面特征点进行测压风洞试验，得到测压试验结果。
其中，典型剖面的特征点包括外挂物前后的顶点、外形曲率变化较大的位置点、CFD仿真中压力系数极值点以及外挂物表面凸起位置点中的一种或多种。
需要说明的是，本实施例中的“多种”表示“两种”以及“两种以上”。
步骤103，根据测压试验结果对压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据。
可选地，根据测压试验结果对压力分布进行修正，可以去除压力分布中的非极值点，保留压力分布中的极值点，并将测压试验结果补充到压力分布中，得到第一气动压力分布数据。
步骤104，对外挂物进行测力风洞试验，得到测力试验结果。
步骤105，根据测力试验结果对压力分布进行修正，得到第二气动压力分布数据。
可选地，根据测力试验结果对压力分布进行修正，可以去除压力分布中的非极值点，保留压力分布中的极值点，并将测力试验结果补充到压力分布中，得到第二气动压力分布数据。
步骤106，将第一气动压力分布数据和第二气动压力分布数据进行协调处理，得到外挂物的气动载荷分布特征。
可选地，对第一气动压力分布数据和第二气动压力分布数据进行协调处理可以通过以下的步骤实现：
在第一气动压力分布数据中添加压力分布；
计算添加压力分布后的第一气动压力分布数据与第二气动压力数据的误差；
若误差小于预设阈值，则以添加压力分布后的第一气动压力分布数据和第二气动压力数据作为外挂物的气动载荷分布特征。
步骤107，根据气动载荷分布特征来预测外挂物的气动载荷分布。
下面以某飞机外挂物载荷预测为例来对本申请实施例提供的飞机外挂物载荷预测方法进行详细的说明。
针对某飞机外挂物进行CFD仿真，得到表面压力较为详细的压力分布结果。
对CFD仿真结果进行分析，选取外挂物表面特征点进行外挂物测压风洞试验，然后通过测压风洞试验得到的试验数据对CFD仿真结果进行修正，修正方法为：保留CFD仿真结果中的极值点，并将测压风洞试验中风洞测压剖面结果补充进来，形成新的修正气动压力分布数据。
进行外挂物测力风洞试验，获得外挂物的集中气动力特性，通过测力风洞试验的试验数据对CFD仿真结果进行修正，修正方法为：保留CFD仿真结果中的极值点，并将测力风洞试验中的测压剖面结果补充进来，形成新的气动压力分布数据。
测压数据修正后的压力分布结果通常与测力风洞试验结果存在一定偏差，需要将两者进行协调处理，测力试验结果更为可靠，在修正后的测压数据结果中添加CFD仿真结果的特征点，从而不改变原CFD结果数据的极值点以及测压风洞试验结果，保证协调后分布积分结果与测力风洞试验结果的力和力矩误差在5％以内，并能反映外挂物载荷分布的主要特征，协调后法向载荷预测误差为2.6％(如图2所示)，侧向载荷预测误差为2.1％(如图3所示)。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种飞机外挂物气动载荷预测方法，其特征在于，包括：
对外挂物进行CFD仿真，得到所述外挂物表面的压力分布；
选取所述外挂物的典型剖面特征点进行测压风洞试验，得到测压试验结果；
根据所述测压试验结果对所述压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据；
对所述外挂物进行测力风洞试验，得到测力试验结果；
根据所述测力试验结果对所述压力分布进行修正，得到第二气动压力分布数据；
将所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据进行协调处理，得到所述外挂物的气动载荷分布特征；
根据所述气动载荷分布特征来预测所述外挂物的气动载荷分布；根据所述测压试验结果对所述压力分布进行修正，得到第一气动压力分布数据，包括：
去除所述压力分布中的非极值点，保留所述压力分布中的极值点，并将所述测压试验结果补充到所述压力分布中，得到第一气动压力分布数据；
根据所述测力试验结果对所述压力分布进行修正，得到第二气动压力分布数据，包括：
去除所述压力分布中的非极值点，保留所述压力分布中的极值点，并将所述测力试验结果补充到所述压力分布中，得到第二气动压力分布数据；
将所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据进行协调处理，得到所述外挂物的气动载荷分布特征，包括：
在所述第一气动压力分布数据中添加所述压力分布；
计算添加所述压力分布后的所述第一气动压力分布数据与所述第二气动压力分布数据的误差；
若所述误差小于预设阈值，则以添加所述压力分布后的所述第一气动压力分布数据和所述第二气动压力分布数据作为所述外挂物的气动载荷分布特征。
2.根据权利要求1所述的飞机外挂物气动载荷预测方法，其特征在于，所述典型剖面的特征点包括外挂物前后的顶点、外形曲率变化的位置点、CFD仿真中压力系数极值点以及外挂物表面凸起位置点中的一种或多种。
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