基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法技术

本发明专利技术涉及严重阵风谱编制技术领域，特别涉及基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法。该方法通过对阵风速度超越数曲线族统计分析，外推获取对应90％飞机使用情况阵风速度曲线，采用Twist编谱方法编制得到严重阵风谱，进而计算得到过载谱，进而编制得到飞

【技术实现步骤摘要】
基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法


[0001]本专利技术涉及严重阵风谱编制
，特别是涉及基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法。

技术介绍

[0002]目前，耐久性设计严重阵风谱编制的方法主要包括：(1)离散阵风模型。离散阵风模型认为大气的风速之所以会存在风速偏离平均状态的情况，是因为大气中存在着一个个离散的，互不关联的紊流团，这些紊流团内部不同区域的风速不同，与大气平均风速相叠加，便形成了阵风。作一维简化，将阵风结构简化为“1-COS”形脉冲。以垂直阵风为例，认为沿飞行轨迹，一个紊流团从边缘到中心再到边缘的垂直阵风速度呈现“1-COS”的变化，紊流团中心的风速偏离大气平均风速最多，将其记为离散阵风速度U
de
。一维阵风不考虑阵风沿飞机翼展方向的变化，如图1所示。(2)阵风超越数曲线。离散阵风超越数曲线是对飞机使用过程进行的阵风载荷的大小及次数的表征。一般采用以离散阵风速度的实数值为横坐标，超越数的对数值为纵坐标的曲线表示。在飞机使用过程中，每经历一次阵风载荷，可得知该次阵风载荷对应的离散阵风速度，然后记该离散阵风速度值对应的超越数增加一次。对飞机足够长的使用时间进行离散阵风速度超越数的计数，就得到了阵风超越数曲线。对足够多的飞机进行总的离散阵风速度超越数的计数，就得到了反映机群平均情况的平均阵风速度超越数曲线。但这两种方法都无法在保证使用安全的情况下，无法充分考虑影响机群寿命的因素，进而评估机群结构的安全寿命。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本专利技术的目的是提供基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，以解决上文提到的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其包括：
[0007]对同类飞机的实测U
de
超越数曲线数据进行标准化，得到不同高度的标准化超越数曲线族；
[0008]按指定阵风速度下的超越数ΔN服从对数正态分布，对所述不同高度的标准化超越数曲线族进行处理得到对数正态分布的分布参数的拟合结果；
[0009]根据所述拟合结果，计算U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，排序后得到累积超越数N
i,p
，由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线；
[0010]结合飞机设计使用剖面的任务段参数，由所述严重阵风谱的U
de
超越数曲线得到使用剖面的单次飞行过载谱；
[0011]根据“飞-续-飞”块谱的长度及构成方式，对不同使用剖面的单次飞行过载谱进一
步随机排序，得到完整的“飞-续-飞”试验块谱。
[0012]在一些实施例中，优选为，所述根据所述拟合结果，计算U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，排序后得到累积超越数N
i,p
，由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线包括：
[0013]利用ΔN
i.p
＝μ
i
+u
p＝p
σ
i
计算各U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，u
p
与所述预设覆盖率对应；
[0014]按U
dei
从大到小顺序依次对ΔN
i,p
累积计数，得到累积超越数
[0015]由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线。
[0016]在一些实施例中，优选为，所述预设覆盖率包括90％和/或50％；
[0017]当所述预设覆盖率p＝90％时，u
p＝90％
＝1.282，对应的U
de
超越数曲线为严重超越数曲线；
[0018]当所述预设覆盖率p＝50％时，u
p＝50％
＝0，对应的U
de
超越数曲线为中值超越数曲线。
[0019]在一些实施例中，优选为，所述对同类飞机的实测超越数曲线数据进行标准化包括：
[0020]获取相同类别飞机的实测U
de
超越数曲线数据，相同类型飞机具备相同的飞机构型、重量和任务剖面；
[0021]按照统一的飞行距离、高度区间对同类飞机的实测U
de
超越数曲线数据进行归并，得到不同高度的标准化U
de
超越数曲线族。
[0022]在一些实施例中，优选为，所述按指定阵风速度下的超越数ΔN 服从对数正态分布，对所述不同高度的标准化超越数曲线族进行处理得到对数正态分布的分布参数的拟合结果包括：
[0023]设定阵风速度下的超越数ΔN服从对数正态分布,按得到对数中值μ，对数标准差σ。
[0024]在一些实施例中，优选为，所述“飞-续-飞”块谱的长度及构成方式的确定方式包括：确定飞机寿命指标、使用剖面、不同使用剖面的比例及各使用剖面的参数；所述各使用剖面的参数包括：任务段、任务段的高度、速度、重量、飞行距离和/或飞行时间；根据飞机寿命指标、使用剖面和/或不同使用剖面的比例，确定“飞-续-飞”块谱，单块谱长度为寿命指标的10％，确定块谱的总飞行次数和/或块谱各剖面的比例。
[0025]在一些实施例中，优选为，结合飞机设计使用剖面的任务段参数，由所述严重阵风谱的U
de
超越数曲线得到使用剖面的单次飞行过载谱包括：根据“TWIST”谱编制方法，编制“5*5”任务段阵风谱；所述根据所述任务段参数，将“5*5”任务段阵风谱换算为任务段过载谱，并依次排序连接，得到使用剖面的单次飞行过载谱。
[0026]在一些实施例中，优选为，所述根据“TWIST”谱编制方法，编制“5*5”任务段阵风谱
包括：根据任务段飞行高度和/或距离，从U
de
超越数曲线获得对应高度不同U
de
的超越数，与该任务段的飞行距离相乘，得到任务段的阵风速度超越数；以第一预设条件对所述阵风速度超越数进行最大阵风速度截取和最小阵风速度截除的处理；将处理后的阵风速度超越数离散化，编制得到第二预设条件的“5*5”阵风速度分配矩阵。
[0027]在一些实施例中，优选为，所述第二预设条件的“5*5”阵风速度分配矩阵中，第一种飞行类型损伤最严重，含有5级阵风速度，只出现一次；第五种飞行类型损伤最轻，只含有1级阵风速度，出现次数最多；和/或，所述第一预设条件包括：以在单块谱中只出现一次为原则，进行最大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其特征在于，包括：对同类飞机的实测U
de
超越数曲线数据进行标准化，得到不同高度的标准化超越数曲线族；按指定阵风速度下的超越数ΔN服从对数正态分布，对所述不同高度的标准化超越数曲线族进行处理得到对数正态分布的分布参数的拟合结果；根据所述拟合结果，计算U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，排序后得到累积超越数N
i，p
，由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线；结合飞机设计使用剖面的任务段参数，由所述严重阵风谱的U
de
超越数曲线得到使用剖面的单次飞行过载谱；根据“飞-续-飞”块谱的长度及构成方式，对不同使用剖面的单次飞行过载谱进一步随机排序，得到完整的“飞-续-飞”试验块谱。2.根据权利要求1所述的基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其特征在于，所述根据所述拟合结果，计算U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，排序后得到累积超越数N
i，p
，由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线包括：利用ΔN
i.p
＝μ
i
+u
p＝p
σ
i
计算各U
dei
下预设覆盖率p对应的ΔN
i.p
，u
p
与所述预设覆盖率对应；按U
dei
从大到小顺序依次对ΔN
i，p
累积计数，得到累积超越数由(U
de
，N
p
)
i
获得对应所述预设覆盖率p的U
de
超越数曲线。3.根据权利要求2所述的基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其特征在于，所述预设覆盖率包括90％和/或50％；当所述预设覆盖率p＝90％时，u
p＝90％
＝1.282，对应的U
de
超越数曲线为严重超越数曲线；当所述预设覆盖率p＝50％时，u
p＝50％
＝0，对应的U
de
超越数曲线为中值超越数曲线。4.根据权利要求1所述的基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其特征在于，所述对同类飞机的实测超越数曲线数据进行标准化包括：获取相同类别飞机的实测U
de
超越数曲线数据，相同类型飞机具备相同的飞机构型、重量和任务剖面；按照统一的飞行距离、高度区间对同类飞机的实测U
de
超越数曲线数据进行归并，得到不同高度的标准化U
de
超越数曲线族。5.根据权利要求1所述的基于离散阵风超越数曲线的耐久性编制严重阵风谱的方法，其特征在于，所述按指定阵风速度下的超越数ΔN服从对数正态分布，对所述不同高度的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小帆，朱俊贤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：