一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法与流程

本申请属于飞机气动布局，特别涉及一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法。

背景技术：

1、飞机纵向最小静稳定裕度是飞机气动布局设计中的一个关键参数，但现行标准gjb2874-97中并没有对纵向最小静稳定裕度做具体的定量要求。在实际工程设计中，纵向最小静稳定裕度通常是参考同量级、同类型的飞机来确定。

2、在现有技术中，对纵向最小静稳定裕度具有不同的定量要求，不同飞机的纵向最小静稳定裕度也不完全相同。例如，文献1《干线飞机空气动力学和飞行力学》中指出：采用非电传飞控系统的运输类飞机的静稳定度的绝对值应不小于0.10～0.12ba。而文献2《飞机设计手册第5册民用飞机总体设计》中指出：对于双发螺旋桨飞机静稳定裕度应取0.10ba。文献3《现代飞机设计》中指出：典型的运输机，在后重心位置上，有0.05～0.10ba正静裕量。

3、文献1中，由于现代客机都广泛采用自动装置，故对纵向最小静稳定裕度要求也已改变。过去，纵向静稳定裕度最小值为0.10～0.12ba。不过，对现代设计中的客机来说，就不必要留出很大的纵向静稳定裕度，因为，即使纵向最小静稳定裕度很小的情况下，自动增稳系统也能保证飞机具有良好的操纵特性。这一点尤为重要的是，当减小纵向静稳定裕度时，纵向操纵面的配平偏角就会减小，进而减小升阻比损失，并改善飞机的经济性。

4、不同飞机纵向最小静稳定裕度有一定差异，随着飞机设计发展，采用电传后可以对静稳定性进行一定的放宽，从而带来性能上的很多收益。由于不同飞机平均气动弦长有很大的差异，因此相同纵向最小静稳定裕度情况下的纵最小纵向静稳定裕度对应的焦点至重心的距离仍有很大的差异，另外不同飞机的纵向最小静稳定裕度也有较大的差异，因此无法依据经验来准确获得。

5、如果通过飞行品质详细计算获得，需要大量的输入，需要大量的工作量，另外在飞机方案早期也无法获得大量的输入来开展详细飞行品质计算。如何快速准确地确定电传运输机纵向最小静稳定裕度成为电传运输机设计中的难点和重点之一。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，所述方法包括：

3、获取电传运输机最小纵向静稳定裕度的相关输入参数，以及根据短周期反应的操作期望参数推导得到等效纵向静稳定裕度；

4、构建等效纵向静稳定裕度与最小纵向静稳定裕度的关系式，根据所述等效纵向静稳定裕度及相关输入参数求出最小纵向静稳定裕度。

5、进一步的，所述相关输入参数包括：电传运输机典型重量 g，该重量对应的俯仰转动惯量 i z，电传运输机机翼的平均气动弦长 b a。

6、进一步的，根据短周期反应的操作期望参数推导得到等效纵向静稳定裕度的过程为：

7、操作期望参数 cap满足：；

8、其中，，为俯仰力矩随迎角变化的大导数，为升力系数随迎角变化的导数，ρ为空气密度，v为飞行速度，s为机翼参考面积，为升力随迎角变化的导数，为俯仰力矩随俯仰角速度变化的大导数，ny为飞机法向过载，α为飞机迎角，角标ss表示稳态比值；

9、在操作期望参数 cap参数中，由于相比来说是小量，可以忽略，因此简化后的操作期望参数cap为：；

10、由于，为表示平飞升力系数随迎角变化导数，为表示平飞升力系数；

11、因此得到操作期望参数；

12、其中，等效纵向静稳定裕度为：；

13、式中， g为飞机重量， b a为机翼平均气动弦长，iz为俯仰转动惯量。

14、进一步的，所述等效纵向静稳定裕度采用固定值进行计算。

15、进一步的，所述固定值为0.1。

16、本申请提供的最小纵向静稳定裕度确定方法相比于传统的最小纵向静稳定裕度依据经验和飞行品质详细计算确定来说，本申请的方法可以实现快速准确的对最小纵向静稳定裕度进行计算，减少了工作量，节省了设计资源，有利于飞机布局方案的快速设计。

技术特征：

1.一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，其特征在于，所述相关输入参数包括：电传运输机典型重量g，该重量对应的俯仰转动惯量iz，电传运输机机翼的平均气动弦长ba。

3.如权利要求1所述的电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，其特征在于，根据短周期反应的操作期望参数推导得到等效纵向静稳定裕度的过程为：

4.如权利要求3所述的电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，其特征在于，所述等效纵向静稳定裕度采用固定值进行计算。

5.如权利要求4所述的电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，其特征在于，所述固定值为0.1。

技术总结
本申请提供了一种电传运输机最小纵向静稳定裕度确定方法，属于飞机气动布局技术领域，所述方法包括：获取电传运输机最小纵向静稳定裕度的相关输入参数，以及根据短周期反应的操作期望参数推导得到等效纵向静稳定裕度；构建等效纵向静稳定裕度与最小纵向静稳定裕度的关系式，根据所述等效纵向静稳定裕度及相关输入参数求出最小纵向静稳定裕度。本申请提供的最小纵向静稳定裕度确定方法相比于传统的最小纵向静稳定裕度依据经验和飞行品质详细计算确定来说，本申请的方法可以实现快速准确的对最小纵向静稳定裕度进行计算，减少了工作量，节省了设计资源，有利于飞机布局方案的快速设计。

技术研发人员：吕新波,范天伦,武虎子
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11