本发明专利技术提出了一种水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法，包括：S1、确定安全重心余量允许值Δx；S2、判断各水密舱重心和空机重心的大小关系，将水密舱重心分为空机重心前和空机重心后两个数据集；S3、根据确定的水密舱外形容积确定各水密舱相对于基准水密舱的体积系数比；S4、利用体积系数比，结合第二条所得数据集开展飞机空机重心前后进水重量与平衡分析，直至满足安全重心余量允许值Δx；S5、选择大于且最接近工程实现值第1号水密舱(1)进水量作为最终进水量值，计算其余水密舱允许进水量；S6、确定水密舱最终重量与平衡分析结果，各水密舱允许进水量满足安全重心余量允许值Δx要求。本申请增加了水陆两栖飞机在水面试飞、运营的安全性和可靠性。营的安全性和可靠性。营的安全性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种大型水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法
[0001]本专利技术涉及一种大型水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法，通过该方法可以计算确定满足载重与平衡安全要求的水上飞机水密舱内进水重量分布数据，进一步指导水密舱水位传感器布局和告警设计。
技术介绍
[0002]申请人经研究发现：水上飞机水密分舱设计是保证水面运行安全的一种必要措施，适航规章CCAR
‑
25
‑
R4第25.755条明确规定了水密舱抗沉性设计要求。水上飞机水面运行时，会因为自然环境、气水动特性和水密舱结构密封设计的影响，水密舱内不可避免存在渗漏水和冷凝水，聚集后会影响飞机重心安全，需对水密舱进水情况进行监控，开展重量与平衡进行分析，用于指导确定水上飞机的重量重心包线。目前，当前技术没有关于水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法公开，使得水上飞机水面运行时，无法较准确渗水和冷凝水对飞机重量重心影响，会在飞机设计后期造成较大的安全事故和经济损失，增加后期水上飞机后期试验试飞阶段的工作量的问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是：
[0004]本专利技术为了从根本上解决初步设计阶段无法确定水上飞机重量重心包线，使得水上飞机水面运行时，无法较准确渗水和冷凝水对飞机重量重心影响，会在飞机设计后期造成较大的安全事故和经济损失，增加后期水上飞机后期试验试飞阶段的工作量的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]本专利技术提供了一种水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法，补充了水陆两栖飞机重量重心包线的设计方法，增加了水陆两栖飞机在水面试飞、运营的安全性和可靠性。
[0007]本专利技术的技术方案是：水密舱进水重量与平衡计算方法，其特征在于，利用网格离散方法计算飞机水密舱内进水后的重量状态，利用数值分析方法开展进水后飞机重量与平衡分析，使得所计算飞机重量、重心满足选定的重心安全余量值要求。该方法包含以下步骤：
[0008]S1、根据飞机的重量重心包线和相关适航规章要求，确定安全重心余量允许值Δx；
[0009]S2、判断判断各水密舱重心和空机重心的大小关系，将水密舱重心分为空机重心前和空机重心后两个数据集；
[0010]S3、根据确定的水密舱外形容积确定各水密舱相对于基准水密舱的体积系数比；
[0011]S4、利用体积系数比，选择第1号水密舱(1)作为计算基准，允许进水量从1开始赋值，结合第二条所得数据集开展飞机空机重心前后进水重量与平衡分析，直至满足安全重心余量允许值Δx，并开展工程可实现性评估，确定可实现性；
[0012]S5、选择大于且最接近工程实现值第1号水密舱(1)进水量作为最终进水量值，计
算其余水密舱允许进水量；
[0013]S6、确定水密舱最终重量与平衡分析结果，各水密舱允许进水量满足安全重心余量允许值Δx要求。
[0014]优选的，S1步骤包括：
[0015]根据最终确定的飞机船体外形和水密舱分布情况，建立进水数学模型，从坐标基准点沿飞机纵向完成水密舱编号，分别为1号水密舱、2号水密舱
……
、i号水密舱，对应的进水量、重心坐标、体积、体积系数分别为w
i
、x
i
、v
i
、k
i
；
[0016]引入相关参数，包含初步确定的飞机重量、飞机重心前后限和空机重量w、重心x；
[0017]根据飞机设计论证中的性能和操稳评估结论，在制定飞机重量重心包线时，预留水密舱进水重心安全余量值Δx。
[0018]优选的，S2步骤包括：
[0019]根据最终确定的飞机船体外形，测量得到每个水密舱在全机坐标系下的X向形心坐标，即x
i
；
[0020]判断x
i
和x的大小关系，将x
i
≤x的m个数形成数据集1：(x1～x
m
，0，
……
，0)，将x
i
＞x的i
‑
m个数归为另外一个数据集2：(0，
……
，x
m+1
～x
i
)。
[0021]优选的，S3步骤包括：
[0022]利用公式v
i
＝k
i
·
v1和根据确定的水密舱容积比值确定对应水密舱的系数k
i
值。
[0023]优选的，S4步骤包括：
[0024]利用以下计算公式进行数值分析计算；
[0025][0026]式中：x'——为空机重心前或者空机重心后进水后的空机重心；
[0027]w
i
——第i个水密舱进水重量；
[0028]x
i
——第i个水密舱形心坐标，作为进水量的近似重心值；
[0029]k
i
——第i个水密舱和第1个水密舱的体积比值；
[0030]v1——第1个水密舱的体积；
[0031]v
i
——第i个水密舱的体积。
[0032]优选的，S5步骤包括：
[0033]将w1从1开始赋值，利用数据集1和公式(1)开展飞机重心x前进水重量与平衡分析，直至x'≥Δx止，并开展工程可实现性评估。如可行，则选择大于且最接近工程实现值的w1作为最终值，并计算得出w2～w
m
；
[0034]第九、将w1从1开始赋值，利用数据集2和公式(1)开展飞机重心x后进水重量与平衡分析，直至x'≥Δx止，并开展工程可实现性评估。如可实现，则选择大于且最接近工程实现值的w1作为最终值，并计算得出w
m+1
～w
i
。
[0035]优选的，S6步骤包括：
[0036]如S5步骤中工程可实现性评估结果不可行，则需调大Δx，重复如S5步骤中重新进行数值分析计算；
[0037]确定水密舱最终重量与平衡分析结果，各水密舱允许进水量为w1～w
i
时满足重心
安全余量值Δx要求。
[0038]优选的，各水密舱重心取水密舱外形确定的几何体形心坐标。
[0039]优选的，空机重心前数据集和空机重心后数据集中，样本数量与水密舱数量相等，以数值0补齐数量。
[0040]优选的，重量重心包线前边界安全重心余量允许值Δx和重量重心包线后边界安全重心余量允许值Δx可以选择不同的值，以获得重量重心包线设计的最优值。
[0041]本专利技术的优点和有益效果是：
[0042]1、水上飞机水面运行时，能比较准确渗水和冷凝水对飞机重量重心影响，不会在飞机设计后期造成较大的安全事故和经济损失。
[0043]2、本专利技术中选定的安全重心余量是根据适航规章和相关标准确定的，能更好的保护水上飞机安全。
[0044]3、本专利技术从根本上解决了初步设计阶段无法确定水上飞机重量重心包线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大型水上飞机水密舱进水重量与平衡计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、根据飞机的重量重心包线和相关适航规章要求，确定安全重心余量允许值Δx；S2、判断判断各水密舱重心和空机重心的大小关系，将水密舱重心分为空机重心前和空机重心后两个数据集；S3、根据确定的水密舱外形容积确定各水密舱相对于基准水密舱的体积系数比；S4、利用体积系数比，选择第1号水密舱(1)作为计算基准，允许进水量从1开始赋值，结合第二条所得数据集开展飞机空机重心前后进水重量与平衡分析，直至满足安全重心余量允许值Δx，并开展工程可实现性评估，确定可实现性；S5、选择大于且最接近工程实现值第1号水密舱(1)进水量作为最终进水量值，计算其余水密舱允许进水量；S6、确定水密舱最终重量与平衡分析结果，各水密舱允许进水量满足安全重心余量允许值Δx要求。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S1步骤包括：第一、根据最终确定的飞机船体外形和水密舱分布情况，建立进水数学模型，从坐标基准点沿飞机纵向完成水密舱编号，分别为1号水密舱、2号水密舱
……
、i号水密舱，对应的进水量、重心坐标、体积、体积系数分别为w
i
、x
i
、v
i
、k
i
；第二、引入相关参数，包含初步确定的飞机重量、飞机重心前后限和空机重量w、重心x；第三、根据飞机设计论证中的性能和操稳评估结论，在制定飞机重量重心包线时，预留水密舱进水重心安全余量值Δx。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，S2步骤包括：根据最终确定的飞机船体外形，测量得到每个水密舱在全机坐标系下的X向形心坐标，即x
i
；第五、判断x
i
和x的大小关系，将x
i
≤x的m个数形成数据集1：(x1～x
m
，0，
……
，0)，将x
i
＞x的i
‑
m个数归为另外一个数据集2：(0，
……
，x
m+1
～x
i
)。4.如权利要求3所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李苏渊，陈元，周承前，林文杰，戴诗龙，夏妍，
申请(专利权)人：中航通飞华南飞机工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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