一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法与流程

本发明涉及飞机总体设计重量平衡与控制，具体地说，是一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法。

背景技术：

1、在火箭弹射无人机使用中，发射瞬时由于燃油消耗和所受合外力的影响，燃油在油箱中形状会发生变化，从而带来全机重心变化。发射前等待时消耗的燃油过多，发射瞬时全机的重心就会超出设计的重心变化范围，这就会增大无人机发射的风险。为了保证火箭弹射无人机安全、可靠的发射，必须获得无人机发射瞬时不同油耗下的全机重量重心。

2、传统的飞机重量重心测量方法，只能测量和计算出静止水平放置飞机的重量重心。火箭弹射无人机发射瞬时重量重心没法直接通过测量获得。

3、基于此问题，本发明提出了一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，通过油箱中燃油受力情况计算出油面与飞机轴线的夹角，从而获得燃油变化后的形状；通过燃油形状获得各种油耗下的燃油重量重心数据；通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据即可计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，通过计算方法直接获取了火箭弹射无人机发射瞬时各种油耗下的重量重心数据，为火箭弹射无人机发射前油耗限制提供了依据，确保了火箭弹射无人机发射的安全。

2、本发明通过下述技术方案实现：一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，通过油箱中燃油受力情况计算油面与飞机轴线的夹角，从而获得燃油变化后的形状；

4、步骤s2，通过燃油形状获得各种油耗下的燃油重量重心数据；

5、步骤s3，通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心。

6、为了更好地实现本发明，进一步地，步骤s1种计算油面与飞机轴线的夹角的方法包括：

7、对燃油在油箱内的受力进行分析，并由以下公式计算得到油面与飞机轴线夹角β：

8、

9、其中，α为火箭与无人机轴线夹角，f1为火箭推力，f2为发动机推力，f合为合力。

10、为了更好地实现本发明，进一步地，步骤s2包括：

11、通过计算出的燃油油面与飞机轴线夹角β，得到火箭弹射无人机不同油耗下发射瞬时的燃油形状；

12、将燃油形状导入catia获得燃油的重量重心数据。

13、为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤s3中通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心的方法包括：

14、根据使用空机重量个燃油重量计算全机重量，并表示为g＝g0+gfuel，其中，g为全机重量，g0为使用空机重量，gfuel为燃油重量；

15、将全机重量结合坐标值计算全机重量中心，并表示为：

16、

17、

18、

19、其中，x，y，z为坐标值，单位为m，下标0、fuel分别代表使用空机和发射瞬时燃油坐标。

20、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

21、(1)与传统的重量重心计算和测量方法相比，本发明巧妙的利用燃油在发射瞬时的受力分析获得了燃油的形状，从而计算出了燃油和全机的重量重心数据；

22、(2)本发明通过计算方法直接获取了火箭弹射无人机发射瞬时各种油耗下的重量重心数据，为火箭弹射无人机发射前油耗限制提供了依据，确保了火箭弹射无人机发射的安全。

技术特征：

1.一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，其特征在于，所述步骤s1种计算油面与飞机轴线的夹角的方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

4.根据权利要求1所述的一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，其特征在于，所述步骤s3中通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心的方法包括：

技术总结
本发明涉及飞机总体设计重量平衡与控制技术领域技术领域，公开了一种火箭弹射无人机发射瞬时重量重心计算方法，包括以下步骤：步骤S1，通过油箱中燃油受力情况计算油面与飞机轴线的夹角，从而获得燃油变化后的形状；步骤S2，通过燃油形状获得各种油耗下的燃油重量重心数据；步骤S3，通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心。本发明通过油箱中燃油受力情况计算出油面与飞机轴线的夹角，从而获得燃油变化后的形状；通过燃油形状获得各种油耗下的燃油重量重心数据；通过燃油重量重心数据和已知的无人机空机重量重心数据即可计算出各种油耗下无人机发射瞬时的重量重心。

技术研发人员：邹宁,聂暾,任杰,方雄,王振东,王宇恒
受保护的技术使用者：成都飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17