客机机翼重量估算的自适应遗传算法研究

研究了大型客机机翼重量估算问题,由于飞行性能与飞机重量相关,精确估计重量可以保证飞行性能。针对传统的线性回归统计方法对机翼结构重量估算精度不高,采用新建立大型客机机翼重量估算模型,并将遗传算法应用于该机翼重量估算模型的参数优化。为了提高遗传算法的收敛速度和克服早熟等问题,提出了一种自适应遗传算法。自适应遗传算法改进了交叉与变异遗传算子,并引入精英保留策略,在进化过程中采用自适应交叉概率和变异概率。仿真结果表明,相比标准遗传算法,自适应遗传算法收敛速度快,优化精度高,且避免了局部收敛等问题,同时能够获得全局最优的大型客机机翼重量估计。仿真结果表明:重量估计为设计提供了可靠依据。

飞机研制中的机翼重量问题

机翼重量在飞机结构重量中所占的比例较大,而且其重量分布对载荷、气弹、强度等有较大影响,机翼重量的确定在飞机研制中有着重要的地位。本文介绍了在飞机研制的各个阶段机翼重量的确定方法,着重论述了在飞机总体方案论证过程中机翼重量的估算方法。

机翼重量分配方法在轻型飞机中的应用

针对目前飞机初始设计阶段的机翼重量估算公式变量较多,条件限制因素较复杂的情况,提出了一种按照机翼重量分配来估算重量的方法。把机翼重量分配到:承弯结构、承剪结构、分布气动载荷结构、起落架影响结构、前后缘结构、襟副翼机构,燃油影响结构、以及其它附属结构。此方法已经在大型飞机的机翼重量估算上取得了良好的效果。通过与一系列常用机翼重量估算公式的对比分析,并且利用已知的10种轻型飞机完成了算例,结果证明此方法有很强的适应性。

基于参数化有限元方法的机翼重量预测

为飞机总体设计阶段提供一种快速而较精确的机翼重量预测方法。该方法是将参数化几何建模和参数化有限元建模方法相结合,快速地建立机翼结构有限元模型。通过应用CATIA二次开发技术,实现机翼结构布置模型的自动生成;通过运用PATRAN的PCL语言,实现结构有限元模型的自动生成;通过应用优化方法,确定出结构尺寸,进而计算出机翼重量。算例表明,本方法可快速地分析不同结构布置方案和不同材料方案的机翼重量,适用于飞机总体方案设计阶段机翼重量计算。

飞机重量预测的非线性统计分析方法

飞机重量预测中常用的由线性统计分析方法得到的重量公式，由于模型本身的限制，存在着精度低和变量变化范围窄的问题，不利于对飞机设计变号作大范围的分析和优化．因此，本文提出飞机重量预测的非线性统计分析方法，该方法可利用已有飞机的重量数据和相关参数推导出满意的重量估算公式，从而可快速准确地预测新设计飞机的结构重量．与常用的线性方法相比，可提高预测精度，并可使重量影响参数具有较大的变化范围．作为算例，用二十个机型的机翼数据求得了一个非线性的机翼重量估算公式．

基于Kriging代理模型的运输机机翼多学科优化设计

在传统的飞机设计中,并未在初步设计阶段充分考虑气动弹性问题,难以得到最优设计。在这样的背景下,本文以运输机机翼为研究目标,发展初步设计阶段的机翼气动/结构优化设计方法。采用基于Kriging代理模型的优化方法,在巡航状态下对运输机机翼进行了单点优化设计。气动学科采用全速势方程,结构学科采用Ansys有限元分析,以升阻比和结构重量为目标进行优化设计,初步验证了本文方法的有效性。

某手掷式无人机机翼结构拓扑优化设计研究

为解决某型手掷式无人机机翼结构重量占比高的问题,采用一种多变量结构拓扑优化设计方法。以结构重量最小为优化目标,以Fluent软件计算的气动力为载荷输入,以Nastran软件计算的结构最大形变、最大应力和屈曲特征值为约束,以机翼结构尺寸为优化变量进行减重优化设计。结构性能仿真结果表明,优化后机翼结构减重21.7%且满足结构安全性能约束要求。可提升该无人机续航时间38%,增加有效载荷278 g。优化后机翼结构尺寸的变化规律也为同类型飞机机翼结构设计提供了参考。

我解决了难题

周五下午,我在航模课上做航模飞机时遇到了一个难题:在制作机翼时,老师要求机翼宽度为13毫米,我做好后去试飞,结果飞机很快就坠落了。经过仔细检查后我发现,我把右侧机翼的宽度做成了12毫米。