(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111629221.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中国航空工业 集团公司西安飞机设 计研究所 地址 710089 陕西省西安市阎良区人民东 路1号 (72)发明人 张玉杰　黄超广　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 代理人 郭鹏鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法 (57)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。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 114282305 A 2022.04.05 CN 114282305 A 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。 2.如权利要求1所述的估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法， 其特征在于： 所述模型的 坐标参数包括 钢绳绳末端的位移s(t)， 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y (t)， 拖靶在定坐标系中的实际位置u(t)， 拖靶受向下的重力M(t)g、 向上的弹性力k(t)y (t)， 拖靶竖直向下的速度 钢丝绳连续分布质量ms； u(t)与s(t)、 y(t)之间的关系为 u(t)＝s(t)+y(t) 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 3.如权利要求2所述的估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法， 其特征在于： 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 盘的作用力为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114282305 A 24.如权利要求3所述的估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法， 其特征在于： 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 5.如权利要求4所述的估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法， 其特征在于： 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。 6.如权利要求5所述的估算飞机拖靶空中释放动载荷的方法， 其特征在于： 所述拖靶释 放过程中对固定轮 盘的动载荷计算方法包括 利用四阶龙格 ‑库塔法算法， 设振动二阶微分方程的初值表达式为 令 则振动二元微分方程的初始 表达式对应的一阶微分方程 为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114282305 A 3