一种飞机燃油重量处理方法
一种飞机燃油重量处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机总体设计领域中的重量设计，具体而言，涉及一种飞机燃油重量处理方法。
【背景技术】
[0002]飞机重量特性分析中，燃油的重量特性(重量、重心、转动惯量)计算占有重要的地位，是影响飞机飞行品质的一个重要因素，飞行中燃油的消耗、飞行姿态的改变，都会使燃油重量特性发生变化，从而导致全机重量特性发生变化。因此，在飞机设计过程中，为了分析各种飞行剖面下重心的变化范围、载荷工况计算等需要，必须对燃油重量特性变化进行深入细致的分析。
[0003]由于现代战斗机的燃油箱布局复杂且加油、耗油状态繁杂，导致燃油分布、重量、重心等状态复杂，也大大增加了计算、分析的难度。每次基于任务剖面的全机重量特性数据计算需调用各个油箱燃油的重量特性数据。这就要求对各个油箱任意油量、任意油面角的重量特性数据进行科学、有效的管理。
[0004]单个油箱内燃油重量特性数据就数以万计，不同型号、不同油箱相关的重量特性数据的管理、存储、查询、调用、计算工作量极大。传统的计算方法需要花大量的时间处理数据，并且极易在操作工程中出现误操作或漏项的错误。
[0005]现在亟需解决的技术问题是如何设计一种飞机燃油重量处理方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种飞机燃油重量处理方法。
[0007]本发明的目的通过如下技术方案实现:一种飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤:
[0008]S1，建立精确燃油运动空间模型；
[0009]S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；
[0010]S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；
[0011]S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；
[0012]S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。
[0013]上述方案中优选的是，S2中切分的方式包括按高度、按重量切分。
[0014]上述任一方案中优选的是，S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片。
[0015]上述任一方案中优选的是，S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量。
[0016]上述任一方案中优选的是，S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
[0017]本发明所提供的飞机燃油重量处理方法的有益效果在于，实现了高效的油面定位，能够准确的确定燃油油面位置以及重量特性数据，将原有的耗油曲线节点提高至无限个，计算精度大幅提高，同时节约了人力成本及时间成本，提高了重量特性计算效率。
【附图说明】
[0018]图1是按照本发明的飞机燃油重量处理方法的一优选实施例的流程示意图；
[0019]图2是按照本发明的飞机燃油重量处理方法的图1所示优选实施例的应用在某型号飞机上的燃油重量特性保存方式的示意图。
[0020]
[0021]
【具体实施方式】
[0022]为了更好地理解按照本发明方案的飞机燃油重量处理方法，下面结合附图对本发明的飞机燃油重量处理方法的优选实施例作进一步阐述说明。
[0023]本发明提供的飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤:
[0024]S1，建立精确燃油运动空间模型；
[0025]S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；
[0026]S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；
[0027]S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；
[0028]S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。
[0029]上述本发明提供的飞机燃油重量处理方法的S1-S5中，S1精确燃油运动空间模型的建立是在模型软件当中实现的，例如CATIA;S2中切分的方式包括按燃油的高度、按燃油的重量等方式进行切分;S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片；S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量;S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
[0030]在具体使用本发明提供的飞机燃油重量处理方法的过程中，以某型号飞机为对象进行飞机燃油重量处理，下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。本发明以某型号飞机为例进行研究:在CATIA中建立该型号飞机精确燃油运动空间模型。
[0031](一)三维燃油模型的切分:
[0032]针对某型号飞机的6个油箱进行三维燃油模型切分。首先测量整个三维油箱模型的体积、在不同角度时对应的垂直方向高度，以高度为基准等分100分，根据高度信息，创建平行于水平面的切分平面，完成切分，共完成6个油箱50个角度3万组燃油切片。
[0033](二)基于三维模型的燃油切片重量特性数据的计算:
[0034]对燃油切片模型进行测量，得到其体积、重量、重心、转动惯量，对同一角度的切片数据按高度累计叠加，得到该角度对应的燃油重量特性数据，并转换为飞机机体坐标下的重量特性数据。
[0035](三)基于三维模型的燃油切片重量特性数据的保存:
[0036]将各个油箱对应的燃油切片重量特性数据、油面位置等信息一次保存，并实现多种形式的数据保存，保存形式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。该型号燃油重量特性数据以三维模型形式保存。
[0037](四)燃油重量特性数据的查询
[0038]针对(三)中的保存形式，均可进行快速查询。针对三维模型形式的燃油重量特性数据，对各个油箱内的可用燃油、不可用燃油通过液面高度进行定位、查询；同时，也可以根据各个油箱油量查询其对应的重心、转动惯量及液面位置。
[0039](五)燃油重量特性数据的计算
[0040]由于飞机油箱的不规则，燃油油面高度与体积之间对应关系极其复杂。同时飞机飞行过程是一个不断变化的过程，且燃油消耗顺序也是变化的，求解特定载油量下燃油实体不是一个简单的几何体积运算，必须将油箱实体模型与飞行姿态结合起来，这就使得需要进行子油箱油量的理论计算，以及燃油实体模型坐标系旋转下的油面高度计算。
[0041]根据飞机某一状态的初始油量、飞行姿态、各个油箱内的油量分布分别调用三维数模中对应的重量特性数据，与飞机空机重量特性进行叠加计算，得到全机重量特性数据。
[0042]以上结合本发明的飞机燃油重量处理方法具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的飞机燃油重量处理方法技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。
【主权项】
1.一种飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤: S1，建立精确燃油运动空间模型； S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元； S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果； S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据； S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。2.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S2中切分的方式包括按高度、按重量切分。3.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片。4.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量。5.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
【专利摘要】本发明提供一种飞机燃油重量处理方法，属于飞机总体设计领域中的重量设计，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，包括：S1，建立精确燃油运动空间模型；S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。本发明提供的飞机燃油重量处理方法能够准确的确定燃油油面位置以及重量特性数据，计算精度大幅提高，同时节约了人力成本及时间成本，提高了重量特性计算效率。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105488267
【申请号】CN201510837137
【发明人】杨凯, 戴浩, 李振国, 李挺
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月26日
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机总体设计领域中的重量设计，具体而言，涉及一种飞机燃油重量处理方法。
【背景技术】
[0002]飞机重量特性分析中，燃油的重量特性(重量、重心、转动惯量)计算占有重要的地位，是影响飞机飞行品质的一个重要因素，飞行中燃油的消耗、飞行姿态的改变，都会使燃油重量特性发生变化，从而导致全机重量特性发生变化。因此，在飞机设计过程中，为了分析各种飞行剖面下重心的变化范围、载荷工况计算等需要，必须对燃油重量特性变化进行深入细致的分析。
[0003]由于现代战斗机的燃油箱布局复杂且加油、耗油状态繁杂，导致燃油分布、重量、重心等状态复杂，也大大增加了计算、分析的难度。每次基于任务剖面的全机重量特性数据计算需调用各个油箱燃油的重量特性数据。这就要求对各个油箱任意油量、任意油面角的重量特性数据进行科学、有效的管理。
[0004]单个油箱内燃油重量特性数据就数以万计，不同型号、不同油箱相关的重量特性数据的管理、存储、查询、调用、计算工作量极大。传统的计算方法需要花大量的时间处理数据，并且极易在操作工程中出现误操作或漏项的错误。
[0005]现在亟需解决的技术问题是如何设计一种飞机燃油重量处理方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种飞机燃油重量处理方法。
[0007]本发明的目的通过如下技术方案实现:一种飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤:
[0008]S1，建立精确燃油运动空间模型；
[0009]S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；
[0010]S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；
[0011]S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；
[0012]S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。
[0013]上述方案中优选的是，S2中切分的方式包括按高度、按重量切分。
[0014]上述任一方案中优选的是，S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片。
[0015]上述任一方案中优选的是，S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量。
[0016]上述任一方案中优选的是，S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
[0017]本发明所提供的飞机燃油重量处理方法的有益效果在于，实现了高效的油面定位，能够准确的确定燃油油面位置以及重量特性数据，将原有的耗油曲线节点提高至无限个，计算精度大幅提高，同时节约了人力成本及时间成本，提高了重量特性计算效率。
【附图说明】
[0018]图1是按照本发明的飞机燃油重量处理方法的一优选实施例的流程示意图；
[0019]图2是按照本发明的飞机燃油重量处理方法的图1所示优选实施例的应用在某型号飞机上的燃油重量特性保存方式的示意图。
[0020]
[0021]
【具体实施方式】
[0022]为了更好地理解按照本发明方案的飞机燃油重量处理方法，下面结合附图对本发明的飞机燃油重量处理方法的优选实施例作进一步阐述说明。
[0023]本发明提供的飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤:
[0024]S1，建立精确燃油运动空间模型；
[0025]S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；
[0026]S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；
[0027]S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；
[0028]S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。
[0029]上述本发明提供的飞机燃油重量处理方法的S1-S5中，S1精确燃油运动空间模型的建立是在模型软件当中实现的，例如CATIA;S2中切分的方式包括按燃油的高度、按燃油的重量等方式进行切分;S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片；S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量;S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
[0030]在具体使用本发明提供的飞机燃油重量处理方法的过程中，以某型号飞机为对象进行飞机燃油重量处理，下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。本发明以某型号飞机为例进行研究:在CATIA中建立该型号飞机精确燃油运动空间模型。
[0031](一)三维燃油模型的切分:
[0032]针对某型号飞机的6个油箱进行三维燃油模型切分。首先测量整个三维油箱模型的体积、在不同角度时对应的垂直方向高度，以高度为基准等分100分，根据高度信息，创建平行于水平面的切分平面，完成切分，共完成6个油箱50个角度3万组燃油切片。
[0033](二)基于三维模型的燃油切片重量特性数据的计算:
[0034]对燃油切片模型进行测量，得到其体积、重量、重心、转动惯量，对同一角度的切片数据按高度累计叠加，得到该角度对应的燃油重量特性数据，并转换为飞机机体坐标下的重量特性数据。
[0035](三)基于三维模型的燃油切片重量特性数据的保存:
[0036]将各个油箱对应的燃油切片重量特性数据、油面位置等信息一次保存，并实现多种形式的数据保存，保存形式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。该型号燃油重量特性数据以三维模型形式保存。
[0037](四)燃油重量特性数据的查询
[0038]针对(三)中的保存形式，均可进行快速查询。针对三维模型形式的燃油重量特性数据，对各个油箱内的可用燃油、不可用燃油通过液面高度进行定位、查询；同时，也可以根据各个油箱油量查询其对应的重心、转动惯量及液面位置。
[0039](五)燃油重量特性数据的计算
[0040]由于飞机油箱的不规则，燃油油面高度与体积之间对应关系极其复杂。同时飞机飞行过程是一个不断变化的过程，且燃油消耗顺序也是变化的，求解特定载油量下燃油实体不是一个简单的几何体积运算，必须将油箱实体模型与飞行姿态结合起来，这就使得需要进行子油箱油量的理论计算，以及燃油实体模型坐标系旋转下的油面高度计算。
[0041]根据飞机某一状态的初始油量、飞行姿态、各个油箱内的油量分布分别调用三维数模中对应的重量特性数据，与飞机空机重量特性进行叠加计算，得到全机重量特性数据。
[0042]以上结合本发明的飞机燃油重量处理方法具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的飞机燃油重量处理方法技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。
【主权项】
1.一种飞机燃油重量处理方法，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，其特征在于，采用三维模型对飞机燃油重量特性进行数据处理，包括如下步骤: S1，建立精确燃油运动空间模型； S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元； S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果； S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据； S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。2.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S2中切分的方式包括按高度、按重量切分。3.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S2中切分后得到的切分单元为平行于油面的切片。4.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S3中的重量特性数据包括重量、重心、转动惯量。5.如权利要求1所述的飞机燃油重量处理方法，其特征在于，S5中的整个油箱内燃油的重量特性数据存储方式包括三维模型存储、excel存储、外置数据库存储。
【专利摘要】本发明提供一种飞机燃油重量处理方法，属于飞机总体设计领域中的重量设计，用于飞机初始设计阶段油箱的设计，包括：S1，建立精确燃油运动空间模型；S2，对S1中所述的精确燃油运动空间模型进行切分，得到不同切分方式下的切片单元；S3，对S2中所述的切片单元进行计算，得到每个切片单元的重量特性数据结果；S4，对S3中所述的每个切片单元的重量特性数据结果进行叠加计算，得到整个油箱内燃油的重量特性数据；S5，对S4中所述整个油箱内燃油的重量特性数据进行存储。本发明提供的飞机燃油重量处理方法能够准确的确定燃油油面位置以及重量特性数据，计算精度大幅提高，同时节约了人力成本及时间成本，提高了重量特性计算效率。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105488267
【申请号】CN201510837137
【发明人】杨凯, 戴浩, 李振国, 李挺
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月26日
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