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申请/专利权人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

摘要：本申请属于飞机动载荷设计领域，为一种估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法，通过建立飞机拖靶空中释放的动力学模型，并建立定坐标系和动坐标系，能够分别对钢丝绳上部和下部两种不同的运动方式分别进行计算，通过获取钢丝绳的总质量与刚度，而后计算出拖把释放过程中对固定轮盘的作用力和释放速度函数，将钢丝绳上部和下部的两种状态的数据分别计算，能够准确计算出拖把释放过程中的动载荷。只需要不同的参数数据即可计算出不同飞机拖靶在释放过程中的动载荷，利用参数公式化算法计算时间大幅缩短，计算效率大幅提高，弥补了传统方法需要建立有限元模型才可以进行计算的不足，并且能够进行自动化的集成，从而能够加快飞机的设计进程。

主权项：1.一种估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法，其特征在于：包括，获取飞机拖靶结构参数，建立飞机拖靶空中释放的动力学模型，动力学模型包括固定轮盘、钢丝绳和拖靶三部分，在动力学模型中忽略飞机运动和气动力对拖靶释放载荷的影响，计入航空绞车对拖靶的作用力；在动力学模型上建立定坐标系和动坐标系，定坐标系以钢丝绳与飞机上固定轮盘的接触处为坐标原点，坐标轴竖直向下；动坐标系以钢丝绳自由伸长时钢丝末端的位置A为坐标原点，坐标轴AY竖直向下，获取模型的坐标参数；获取拖靶叠加钢丝绳的总质量和刚度，根据钢丝绳的动态变形位移计算拖靶释放过程中对固定轮盘的作用力；计算钢丝绳的释放速度函数；确定动力学模型计算所需的输入参数，根据拖靶叠加钢丝绳的总质量和刚度、拖靶释放过程中对固定轮盘的作用力和释放速度函数计算拖靶释放过程中的动载荷；所述模型的坐标参数包括钢绳绳末端的位移st，拖靶由于动态变形到达的实际位置相对钢丝绳末端A的位移yt，拖靶在定坐标系中的实际位置ut，拖靶受向下的重力Mtg、向上的弹性力ktyt，拖靶竖直向下的速度钢丝绳连续分布质量ms；ut与st、yt之间的关系为ut＝st+yt所述拖靶叠加钢丝绳的总质量为 式中，ρ为钢丝绳的线密度；mb为拖靶质量；所述钢丝绳的刚度为 所述拖靶释放过程中对固定轮盘的作用力的计算方法为根据动量定理建立动力学模型的动力学方程为 获取拖靶的实际位置方程、拖靶叠加钢丝绳的总质量和钢丝绳的刚度方程，得到 设定钢丝绳长随时间的函数关系，计算拖靶释放过程中对固定轮盘的作用力为 所述钢丝绳释放速度函数的计算方法为设定钢丝绳以恒定速度v匀速释放；然后在时刻ta突然制动，速度v由降为零所用的制动时间为T＝tb-ta；计算钢丝绳释放速度为 将对t求一次积分得到钢丝绳的释放位移函数为 式中，s0为初始绳长；将对t求一阶导数得到钢丝绳的释放加速度函数为 所述动力学模型计算输入的参数包括拖靶质量mb、钢丝绳的密度ρ、钢丝绳的弹性模量E、钢丝绳的截面积A、匀速释放段速度v、开始制动时刻ta、结束制动时刻tb和初始绳长s0。

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