一种飞机地面无系留抗风能力评估方法技术

本发明专利技术涉及一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，属于航空技术领域。一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，包括以下步骤：（1）根据飞机地面不系留状态下的各项总体参数、重量数据，综合分析飞机停机无风状态下受到的各项力、力矩；（2）根据风载数据计算飞机在受风载后的各项气动力，梳理飞机气动力作用点与使飞机翻倒轴线的几何关系，评估飞机受风载后的翻倒力矩；（3）由不同风向、风速计算出飞机受风载后的翻倒力矩数据库，结合无风状态下的飞机所受的合外力力矩，获得使飞机发生翻倒的风向、风速。本发明专利技术具有如下优点：在风速未超过飞机抗风能力时，飞机无需系留，可安全露天停放，大大减轻了地勤人员的工作负担。减轻了地勤人员的工作负担。减轻了地勤人员的工作负担。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机地面无系留抗风能力评估方法


[0001]本专利技术涉及一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，属于航空


技术介绍

[0002]飞机露天不系留停放时，若遇到强风等极端恶劣天气，飞机可能会被大风吹倒，造成飞机机体表面的破坏。因此，需要对飞机不系留停放时的抗风能力进行评估，若环境风速超过飞机的抗风能力，则应将飞机进行系留或移至机库停放。本专利技术提出了一种飞机地面不系留抗风能力评估方法，目前从公开的文献资料中，未查找到关于飞机地面不系留抗风能力评估方法相关的论文、专利等资料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，为地勤人员对飞机进行系留或转移飞机提供指导依据。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，包括以下步骤：
[0005](1)根据飞机地面不系留状态下的各项总体参数、重量数据，综合分析飞机停机无风状态下受到的各项力、力矩；
[0006](2)根据风载数据计算飞机在受风载后的各项气动力，梳理飞机气动力作用点与使飞机翻倒轴线的几何关系，评估飞机受风载后的翻倒力矩；
[0007](3)由不同风向、风速计算出飞机受风载后的翻倒力矩数据库，结合无风状态下的飞机所受的合外力力矩，获得使飞机发生翻倒的风向、风速。
[0008]优选的，在步骤(2)中，飞机气动力作用点通过风洞试验或流体力学仿真计算确定。
[0009]优选的，步骤(3)中，飞机地面停机抗风能力计算公式为：
[0010][0011]式中，Y为升力，X为阻力，Z为侧向力，Cy为升力系数，Cx为阻力系数，Cz为侧向力系数，ρ为大气密度，Vw为风的速度，S为计算气动力使用的参考面积。
[0012]优选的，按照地面风的来向，影响飞机地面停机抗风能力的风向包括正前风和正侧风。
[0013]优选的，正前风时，升力、阻力产生使飞机发生翻倒的力矩Mf，重力产生使飞机稳定的力矩Mw，二者计算公式如下：
[0014][0015]M
w
＝Gl3[0016]其中，l1为阻力到两主轮轴线的力臂，l2为升力到两主轮轴线的力臂，l3为重力到
两主轮轴线的力臂，G为飞机的重力。
[0017]优选的，正侧风时，升力、侧向力产生使飞机发生翻倒的力矩Mf，重力产生使飞机稳定的力矩Mw，计算公式如下：
[0018][0019]M
w
＝Gl6[0020]其中，l4为侧向力到前、主轮接地点连线的力臂，l5为升力到前、主轮接地点连线的力臂，l6为重力到前、主轮接地点连线的力臂，G为飞机的重力。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：可以获取飞机地面停机无系留状态下的抗风能力，指导地勤人员根据实际气象条件对飞机进行系留或转移飞机，在风速未超过飞机抗风能力时，飞机无需系留，可安全露天停放，大大减轻了地勤人员的工作负担。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例飞机受力示意图(侧视图)；
[0023]图2是本专利技术实施例飞机受力示意图(俯视图)。
具体实施方式
[0024]下面结合附图1
‑
2对本专利技术做进一步详述：一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，包括以下步骤：
[0025](1)根据飞机地面不系留状态下的各项总体参数、重量数据，综合分析飞机停机无风状态下受到的各项力、力矩；
[0026](2)根据风载数据计算飞机在受风载后的各项气动力，梳理飞机气动力作用点与使飞机翻倒轴线的几何关系，评估飞机受风载后的翻倒力矩；
[0027](3)由不同风向、风速计算出飞机受风载后的翻倒力矩数据库，结合无风状态下的飞机所受的合外力力矩，获得使飞机发生翻倒的风向、风速。
[0028]其中，在步骤(2)中，飞机气动力作用点通过风洞试验或流体力学仿真计算确定。
[0029]具体实施流程如下。
[0030](1)首先根据飞机总体、重量数据，分析飞机的所受的外力、力矩情况；
[0031]在无风的状态下，竖直方向上飞机除自身的重力外，主要受到来自地面的支反力，包括地面对前轮的支反力和地面对2个主轮的支反力。在有风的条件下，飞机还受到来自风的空气动力，包括升力、阻力、侧向力。图1、图2分别给出了有风状态下飞机地面停机所受的各项外力侧视图和俯视图。飞机在地面停放时，一般会使用止动轮挡防止飞机在水平方向滑动，因此，可认为在有风的状态飞机不会滑动，只需要考虑对各项外力产生使飞机发生翻倒的力矩进行分析。假定飞机发生翻倒时，必须绕两主轮接地点的连线或单主轮与前轮的接地点连线转动，由于地面的支反力作用于接地点，所以飞机发生翻倒时，位于翻倒轴线上的两个接地点支反力不产生力矩。另外一个接地点支反力产生使飞机发生翻倒的力矩，但考虑到发生翻倒的起始时刻，另外一个接地点将脱离地面，则其受到的支反力为零，不会产生翻倒力矩，因此，在计算时可忽略该接地点产生的翻倒力矩。综上，只需考虑升力、阻力、侧向力、重力四个力的合力矩问题，就能评估飞机的地面停机抗风能力。
[0032](2)根据飞机受力、力矩情况，计算飞机地面停机抗风能力。
[0033]飞机所受的升力Y、阻力X、侧向力Z计算公式如下：
[0034][0035]式中，为C
y
为升力系数，C
x
为阻力系数，C
z
为侧向力系数，ρ为大气密度，V
w
为风的速度，S为计算气动力使用的参考面积。需要说明的是，考虑到风的方向瞬息万变，如正前方来风与飞机机体轴线的夹角可能是不确定的，因此，为保守评估，可假设上述三项气动力系数为常数，其中，C
y
为飞机的最大升力系数，C
x
为最大升力系数相对应迎角下的阻力系数，C
z
为飞机最大侧向力系数，那么，飞机所受的升力、阻力、侧向力均与风速的平方成正比关系。
[0036]按照地面风的来向，可分为正前风、正后风、正侧风、斜侧风四个方向的来风。其中，正后风产生的升力非常小，其力矩也远小于飞机重力带来的稳定力矩，因此该工况下飞机不会发生翻倒；斜侧风时，可按照几何关系分解至正前风和正侧风方向，由于正前风和正侧风使飞机发生翻倒的方向是不相关，因此其产生的气动力矩不会超过相同风速下的正前风和正侧风情况。综上，只需计算评估正前风和正侧风两种工况下的飞机地面停机抗风能力。
[0037]a)正前风
[0038]正前方来风时，此时侧向力为零，飞机将会受到向后翻倒的力矩，主要考虑升力、阻力、重力对两主轮接地点连线的力矩，由图1可知，升力、阻力均产生使飞机发生翻倒的力矩M
f
，而重力产生使飞机稳定的力矩M
w
，计算公式如下所示，其中，l1为阻力到两主轮轴线的力臂，l2为升力到两主轮轴线的力臂，l3为重力到两主轮轴线的力臂，G为飞机的重力。
[0039][0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机地面无系留抗风能力评估方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据飞机地面不系留状态下的各项总体参数、重量数据，综合分析飞机停机无风状态下受到的各项力、力矩；(2)根据风载数据计算飞机在受风载后的各项气动力，梳理飞机气动力作用点与使飞机翻倒轴线的几何关系，评估飞机受风载后的翻倒力矩；(3)由不同风向、风速计算出飞机受风载后的翻倒力矩数据库，结合无风状态下的飞机所受的合外力力矩，获得使飞机发生翻倒的风向、风速。2.根据权利要求1所述的飞机地面无系留抗风能力评估方法，其特征在于：在步骤(2)中，飞机气动力作用点通过风洞试验或流体力学仿真计算确定。3.根据权利要求1所述的飞机地面无系留抗风能力评估方法，其特征在于：步骤(3)中，飞机地面停机抗风能力计算公式为：式中，Y为升力，X为阻力，Z为侧向力，Cy为升力系数，Cx为阻力系数，Cz为侧向力系数，ρ为大气密度，Vw为风的速度，S为计算气动力使用的参考面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪金付，黄琪，李泰安，蒋盼盼，冷智辉，曹毅，徐王强，靳宇翔，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：