【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机翼布局设计，具体为一种基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法。
技术介绍
1、飞翼布局通常指没有尾翼且翼身融合，以整个翼身作为升力面的布局。采用飞翼布局的飞行器通常具有较高的升阻比和良好的电磁隐身性能，能够穿破对方防空系统，执行持久的监视和情报收集工作。但随着雷达预警探测系统的快速发展，飞翼布局使用传统舵面配平或机动时，仍将暴露于对方雷达之下，因而不能满足日益激烈的“探测与反探测”的生存需求。为进一步提高机翼的隐身性能，尖化前缘越来越受到人们的重视和研究。
2、通过对机翼的隐身性能仿真结果可知，沿展向向外扩大前缘尖化范围可进一步缩减前向附近范围内rcs，从而有效提升隐身突防性能，但是沿展向大范围尖化前缘，使得失速迎角提前，减小飞行器可用迎角范围，削弱起降性能，即沿展向大范围尖化前缘会对机翼的气动性能造成不利影响。而气动性能也是机翼的一项重要指标，因此，设计一个能够同时满足气动与隐身要求的翼型布局方法，对提高飞翼布局整体性能尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，包括如下步骤：
4、s1，生成多个前缘尖化参数，根据前缘尖化参数和常量参数计算升阻比、以及雷达截面积，形成包含前缘尖化参数、常量参数、升阻比以及雷达截
5、s2，构建前缘尖化与气动/隐身性能关联模型，利用训练集中的数据对前缘尖化与气动/隐身性能关联模型进行训练，并通过测试集中的数据对前缘尖化与气动/隐身性能关联模型的性能进行测试，获取测试合格的前缘尖化与气动/隐身性能关联模型；
6、s3，定义多组不同大小的第一约束阈值、第二约束阈值，以升阻比与预设升阻比间的比值不小于第一约束阈值、以及预设雷达截面积与雷达截面积间的差值不小于第二约束阈值定义多组约束条件；
7、s4，定义多组不同大小比例的权重系数，权重系数包括第一权重系数和第二权重系数，将升阻比与预设升阻间的比值乘以第一权重系数以生成第一优化值，将预设雷达截面积与雷达截面积间的比值乘以第二权重系数以生成第二优化值，将第一优化值与第二优化值相加得到综合优化值，并以综合优化值最大化定义多组目标函数；
8、s5，构建遗传算法模型，基于前缘尖化与气动/隐身性能关联模型获取多组前缘尖化参数、常量参数、升阻比以及雷达截面积，并将其作为初始种群输入至遗传算法模型中，将多组约束条件和目标函数一一排列组合后逐一输入至遗传算法模型中，采用遗传算法的标准操作对初始种群进行进化，获取多组前缘尖化参数、常量参数、升阻比以及雷达截面积的最优解；
9、s6，根据多组最优解中的升阻比和雷达截面积，分别计算飞翼性能系数，并将飞翼性能系数最大值所在最优解中的前缘尖化参数作为最优前缘尖化参数。
10、进一步的，所述前缘尖化参数包括前缘半径、下表面凹陷表面积、以及下表面凹陷深度，所述常量参数包括机身长度、横截面分布。
11、进一步的，将所述升阻比标定为szb，将所述预设升阻比标定为szb0，将所述雷达截面积标定为rcs，将所述预设雷达截面积标定为rcs0,将所述第一约束阈值标定为tth1x，其中x表示不同第一约束阈值的编号，且x＝1、2、3、……、x，将所述第二约束阈值标定为tth2y，其中y表示不同第二约束阈值的编号，且y＝1、2、3、……、y。
12、进一步的，所述tth11＝0.9，且tth1x＝tth11+0.02*(x-1)；所述tth21＝10，且tth2y＝tth21+2*(y-1)。
13、进一步的，将所述约束条件标定为fys(x,y)，且
14、
15、进一步的，将所述第一权重系数标定为w1z，将所述第二权重系数标定为w2z，其中z表示不同组权重系数的编号，且z＝1、2、……、z。
16、进一步的，将所述第一优化值标定为f1yh(z)，且将所述第二优化值标定为f2yh(z)，且将所述综合优化值标定为fyh(z)，且fyh(z)＝f1yh(z)+f2yh(z)。
17、进一步的，所述权重系数共有三组，第一组权重系数对应气动性能优先，且第一组权重优化系数中的第一权重系数w11＝0.8，第二权重系数w21＝0.2，第二组权重系数对应隐身性能优先，且第二组权重优化系数中的第一权重系数w12＝0.2，第二权重系数w22＝0.8，第三组权重系数对应气动隐身性能综合，且第三组权重优化系数中的第一权重系数w13＝0.5，第二权重系数w23＝0.5。
18、进一步的，将所述最优解标定为q(x,y,z)，将所述最优解q(x,y,z)中的升阻比标定为szb(x,y,z)，雷达截面积标定为rcs(x,y,z)，将飞翼性能系数标定为fy(x,y,z)，所述飞翼性能系数fy(x,y,z)的计算公式如下：
19、
20、其中，λ1表示气动性能的权重，λ2表示隐身性能的权重，且λ1+λ2＝1，且λ1∈(0,1),λ2∈(0,1)。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，结合气动性能和隐身性能设置约束条件和目标函数，以此将气动性能和隐身性能相耦合，便于在后续遗传算法模型中获取同时满足气动与隐身要求的最优解，并通过将多组约束条件和目标函数一一排列组合后逐一输入至遗传算法模型中，获得在不同约束条件、目标函数中的多个最优解，扩大了最优解的选择范围，便于找出全局最优解，且多个最优解的设置也便于工作人员根据实际情况选择合适的最优解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：所述前缘尖化参数包括前缘半径、下表面凹陷表面积、以及下表面凹陷深度，所述常量参数包括机身长度、横截面分布。
3.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述升阻比标定为SZB，将所述预设升阻比标定为SZB0，将所述雷达截面积标定为RCS，将所述预设雷达截面积标定为RCS0,将所述第一约束阈值标定为TTH1x，其中x表示不同第一约束阈值的编号，且x＝1、2、3、……、X，将所述第二约束阈值标定为TTH2y，其中y表示不同第二约束阈值的编号，且y＝1、2、3、……、Y。
4.根据权利要求3所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：所述TTH11＝0.9，且TTH1x＝TTH11+0.02*(x-1)；所述TTH21＝10，且TTH2y＝TTH21+2*(y-1)。
5.根据权利要求3所述的基于尖前缘翼型的飞
6.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述第一权重系数标定为w1z，将所述第二权重系数标定为w2z，其中z表示不同组权重系数的编号，且z＝1、2、……、Z。
7.根据权利要求6所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述第一优化值标定为f1yh(z)，且将所述第二优化值标定为f2yh(z)，且将所述综合优化值标定为fyh(z)，且fyh(z)＝f1yh(z)+f2yh(z)。
8.根据权利要求6所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：所述权重系数共有三组，第一组权重系数对应气动性能优先，且第一组权重优化系数中的第一权重系数w11＝0.8，第二权重系数w21＝0.2，第二组权重系数对应隐身性能优先，且第二组权重优化系数中的第一权重系数w12＝0.2，第二权重系数w22＝0.8，第三组权重系数对应气动隐身性能综合，且第三组权重优化系数中的第一权重系数w13＝0.5，第二权重系数w23＝0.5。
9.根据权利要求3所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述最优解标定为Q(x,y,z)，将所述最优解Q(x,y,z)中的升阻比标定为SZB(x,y,z)，雷达截面积标定为RCS(x,y,z)，将飞翼性能系数标定为FY(x,y,z)，所述飞翼性能系数FY(x,y,z)的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：所述前缘尖化参数包括前缘半径、下表面凹陷表面积、以及下表面凹陷深度，所述常量参数包括机身长度、横截面分布。
3.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述升阻比标定为szb，将所述预设升阻比标定为szb0，将所述雷达截面积标定为rcs，将所述预设雷达截面积标定为rcs0,将所述第一约束阈值标定为tth1x，其中x表示不同第一约束阈值的编号，且x＝1、2、3、……、x，将所述第二约束阈值标定为tth2y，其中y表示不同第二约束阈值的编号，且y＝1、2、3、……、y。
4.根据权利要求3所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：所述tth11＝0.9，且tth1x＝tth11+0.02*(x-1)；所述tth21＝10，且tth2y＝tth21+2*(y-1)。
5.根据权利要求3所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于：将所述约束条件标定为fys(x,y)，且
6.根据权利要求1所述的基于尖前缘翼型的飞翼布局飞行器气动外形设计方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯国旭，李雨佳，魏川，覃钰茗，于松捐，范雷明，刘嘉怡，袁雨萱，顾松博，王一哲，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。