CN113435007B - 一种飞机机翼疲劳损伤确定、分析方法及其任务调度方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种飞机机翼疲劳损伤确定方法，具体为在每个飞行分析区间中，确定飞机机翼的基础受力值、最大正向受力值、穿越值、飞机机翼单位疲劳当量的受力变化值，以各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值与飞机机翼单位疲劳当量受力变化量的比值，作为各个影响参数的当量系数；按飞机飞行时间顺序，取单位时间间隔各个影响参数的变化量，与相应影响参数的当量系数相乘，求和得到与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量；以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量中相邻峰谷值的变化量为单次当量幅值，将各个单次当量幅值带来的损伤求和得到飞机机翼累积疲劳当量。此外涉及一种飞机机翼疲劳损伤分析方法及其飞机调度方法。

Description

一种飞机机翼疲劳损伤确定、分析方法及其任务调度方法
技术领域
本申请属于飞机机翼疲劳损伤确定、分析及其任务调度技术领域，具体涉及一种飞机机翼疲劳损伤确定、分析方法及其任务调度方法。
背景技术
飞机飞行中，需要机翼产生足够的升力，抵抗突风扰动，以及提供操纵力矩和直接力，确定飞机机翼的疲劳损伤，对于飞机机翼疲劳损伤分析及其调度、维护具有重要意义。
飞机飞行过程中，受飞行环境、飞行任务以及飞行员操作习惯的影响，飞机机翼受到的力会在一定的规律的基础上，呈现一定分散的离散特性，当前缺少一种高效、准确确定飞机机翼的疲劳损伤的方法，影响对飞机机翼疲劳损伤的有效分析，以及难以为飞机调度、维护提供指导。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种飞机机翼疲劳损伤确定、分析方法及其任务调度方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一方面提供一种飞机机翼疲劳损伤确定方法，包括：
确定飞机机翼受力与各个影响参数的关系F(t)＝F(mass,h,v,nz…)；
按照飞机飞行速度划分多个飞行分析区间；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的基础受力值F基础；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的最大正向受力值Fmax；
在每个飞行分析区间中，以飞机机翼的基础受力值F基础、最大正向受力值Fmax间的平均值为穿越值Fpass，以飞机机翼的基础受力值F基础、穿越值Fpass间的变化量为飞机机翼单位疲劳当量的受力变化值△Fbase；
在每个飞行分析区间中，以各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…与飞机机翼单位疲劳当量受力变化量△Fbase的比值，作为各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…；
按飞机飞行时间顺序，取单位时间间隔各个影响参数的变化量△mass、△h、△v、△nz…，与相应影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…相乘，求和得到与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)；
以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中相邻峰谷值的变化量为单次当量幅值，将各个单次当量幅值带来的损伤求和得到飞机机翼累积疲劳当量。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机机翼疲劳损伤确定方法中，以飞机机翼累积疲劳当量与飞机飞行时间的比值作为飞机机翼平均疲劳当量。
另一方面提供一种飞机机翼疲劳损伤分析方法，基于任一上述的飞机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量，对飞机机翼疲劳损伤程度进行分析。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机机翼疲劳损伤分析方法中计算飞机飞行时间内飞机机翼受力的最大值Fmax、最小值Fmin；
在飞机飞行时间内，提取飞机机翼受力位于0.85Fmax—Fmax、0.85Fmin—Fmin之间时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析。
根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机机翼疲劳损伤分析方法中，以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中最大峰值、最小谷值间的差值为最大当量幅值；
在飞机飞行时间内，提取单次当量幅值超过0.85最大当量幅值时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…，以及各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析。
再一方面提供一种飞机的任务调度方法，基于任一上述的机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定各架飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量；
降低飞机机翼累积疲劳当量较大飞机的任务时间；
降低飞机机翼平均疲劳当量较大飞机的任务强度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的飞机机翼疲劳损伤确定方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一飞机机翼受力与各个影响参数的关系的示意图。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。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，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。
一方面提供一种飞机机翼疲劳损伤确定方法，包括：
确定飞机机翼受力与各个影响参数的关系F(t)＝F(mass,h,v,nz…)；
按照飞机飞行速度划分多个飞行分析区间；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的基础受力值F基础；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的最大正向受力值Fmax；
在每个飞行分析区间中，以飞机机翼的基础受力值F基础、最大正向受力值Fmax间的平均值为穿越值Fpass，以飞机机翼的基础受力值F基础、穿越值Fpass间的变化量为飞机机翼单位疲劳当量的受力变化值△Fbase；
在每个飞行分析区间中，以各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…与飞机机翼单位疲劳当量受力变化量△Fbase的比值，作为各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…；
按飞机飞行时间顺序，取单位时间间隔各个影响参数的变化量△mass、△h、△v、△nz…，与相应影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…相乘，求和得到与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)；
以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中相邻峰谷值的变化量为单次当量幅值，将各个单次当量幅值带来的损伤求和得到飞机机翼累积疲劳当量。
对于上述实施例公开的飞机机翼疲劳损伤确定方法，领域内技术人员可以理解的是，其基于飞机机翼的基础受力值F基础、最大正向受力值Fmax，确定穿越值Fpass、飞机机翼单位疲劳当量的受力变化值△Fbase，进而以各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…与飞机机翼单位疲劳当量受力变化量△Fbase的比值，作为各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…，按飞机飞行时间顺序，取单位时间间隔各个影响参数的变化量△mass、△h、△v、△nz…，与相应影响参数的当量系数相乘，求和得到与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)，其后以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中相邻峰谷值的变化量为单次当量幅值，将各个单次当量幅值带来的损伤求和得到飞机机翼累积疲劳当量，以此快速、高效的实现对飞机机翼的疲劳损伤的评估。
对于上述实施例公开的飞机机翼疲劳损伤确定方法，领域内技术人员还可以理解的是，其按照飞行分析区间确定飞机机翼的基础受力值F基础、飞机机翼的最大正向受力值Fmax，以及各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…，各个飞行分析区间按照飞机飞行速度划分，具有不同的飞行速度，以此充分体现飞机飞行速度对飞机机翼疲劳损伤的影响。
在一些可选的实施例中，0≤Ma＜1为一个飞行分析区间，1≤Ma≤2为另一个飞行分析区间。
在一些可选的实施例中，上述的飞机机翼疲劳损伤确定方法中，以飞机机翼累积疲劳当量与飞机飞行时间的比值作为飞机机翼平均疲劳当量。
另一方面提供一种飞机机翼疲劳损伤分析方法，基于任一上述的飞机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量，对飞机机翼疲劳损伤程度进行分析。
在一些可选的实施例中，上述的飞机机翼疲劳损伤分析方法中计算飞机飞行时间内飞机机翼受力的最大值Fmax、最小值Fmin；
在飞机飞行时间内，提取飞机机翼受力位于0.85Fmax—Fmax、0.85Fmin—Fmin之间时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析，获得各个影响参数单位变化量对飞机机翼受力的影响度，为对飞机的操作提供指导。
在一些可选的实施例中，上述的飞机机翼疲劳损伤分析方法中，以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中最大峰值、最小谷值间的差值为最大当量幅值；
在飞机飞行时间内，提取单次当量幅值超过0.85最大当量幅值时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz…，以及各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz…，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析，获得各个影响参数单位变化量对飞机机翼受力的影响度，为对飞机的操作提供指导。
再一方面提供一种飞机的任务调度方法，基于任一上述的机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定各架飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量；
降低飞机机翼累积疲劳当量较大飞机的任务时间，以平衡对飞机的使用频次；
降低飞机机翼平均疲劳当量较大飞机的任务强度，以平衡对飞机的使用强度；此外，
可适当增加对飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量较大飞机的维护，以保证飞机的寿命及其使用安全。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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，领域内技术人员应该理解的是，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 (6)

1.一种飞机机翼疲劳损伤确定方法，其特征在于，包括：
确定飞机机翼受力与各个影响参数的关系F(t)＝F(mass,h,v,nz)，其中，mass为飞机重量；h为飞机高度；v为飞机速度；nz为飞机过载量；
按照飞机飞行速度划分多个飞行分析区间；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的基础受力值F基础；
确定每个飞行分析区间中，飞机机翼的最大正向受力值Fmax；
在每个飞行分析区间中，以飞机机翼的基础受力值F基础、最大正向受力值Fmax间的平均值为穿越值Fpass，以飞机机翼的基础受力值F基础、穿越值Fpass间的变化量为飞机机翼单位疲劳当量的受力变化值△Fbase；
在每个飞行分析区间中，以各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz与飞机机翼单位疲劳当量受力变化量△Fbase的比值，作为各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz；
按飞机飞行时间顺序，取单位时间间隔各个影响参数的变化量△mass、△h、△v、△nz，与相应影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz相乘，求和得到与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)；
以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中相邻峰谷值的变化量为单次当量幅值，将各个单次当量幅值带来的损伤求和得到飞机机翼累积疲劳当量。
2.根据权利要求1所述的飞机机翼疲劳损伤确定方法，其特征在于，
以飞机机翼累积疲劳当量与飞机飞行时间的比值作为飞机机翼平均疲劳当量。
3.一种飞机机翼疲劳损伤分析方法，其特征在于，基于权利要求1-2任一所述的飞机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量，对飞机机翼疲劳损伤程度进行分析。
4.根据权利要求3所述的飞机机翼疲劳损伤分析方法，其特征在于，
计算飞机飞行时间内飞机机翼受力的最大值Fmax、最小值Fmin；
在飞机飞行时间内，提取飞机机翼受力位于0.85Fmax—Fmax、0.85Fmin—Fmin之间时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析。
5.根据权利要求3所述的飞机机翼疲劳损伤分析方法，其特征在于，
以与飞行时间相关的飞机机翼疲劳当量变化量df(t)中最大峰值、最小谷值间的差值为最大当量幅值；
在飞机飞行时间内，提取单次当量幅值超过0.85最大当量幅值时刻的各个影响参数单位变化量的飞机机翼受力变值dFmass、dFh、dFv、dFnz，以及各个影响参数的当量系数dfmass、dfh、dfv、dfnz，并进行排序，对飞机机翼受力的影响参数进行分析。
6.一种飞机的任务调度方法，其特征在于，基于权利要求1-2任一所述的飞机机翼疲劳损伤确定方法实施，包括：
确定各架飞机机翼累积疲劳当量、飞机机翼平均疲劳当量；
降低飞机机翼累积疲劳当量较大飞机的任务时间；
降低飞机机翼平均疲劳当量较大飞机的任务强度。
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