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【新闻】飞机外形参数的气动与隐身综合优化设计钢垫圈

发布时间:2020-10-18 20:45:25 阅读: 来源:古典家具厂家

1优化方案要素1.1设计变量设计向量义=尤,幻不是飞机翼面及机身外形参数。

由于在设计机翼尾翼时,般是选用己有的翼型,故只考虑它们的平面形状参数;又由于凹凸曲面体剖面外形具有良好的气动力与隐身性能,而其上下面凸圆弧与凹圆弧转折点处法线的斜率角剖面两侧凹面尖劈的上下面切线斜率角对飞机隐身性能影响较大,因此,所选择的设计参数为心机翼外露翼根弦心机翼翼梢弦长⑶机翼外露半展长;4机翼的内翼前缘后掠角;机翼的外翼前缘后掠角;办机翼内外翼折点位置距外露翼根展向距离;机翼后缘折点前移量相对无折点;XS平尾的外露根弦长平尾的梢弦长;办平尾外露半展长;义,平尾前缘后掠角;12尾外露报弦4立尾外露半展1立尾前缘后掠角Tu,立尾倾斜角,D凹凸曲面体机身剖面上下面凸圆弧与凹圆弧转折点处的法线斜率州;介凹凸曲面体机身浏面两侧凹面尖劈的上下面切线斜率角。

采用这些设计变,不仅是因为它们对目标函数影响较大,而且由于它们对飞机外形起决定性作仙可以确定机翼4货的平面形状,与选定完全确定机翼尾翼的立体几何信息;与凹凸曲面体机身刖面的宽度及上下半截高度可以确定机身剖面。

1.2目标函数第4代战斗机既要求超音速巡航能力和突出机动性,此外,还有航程有效载荷起降性能等要求。而这些要求能否得到满足,则取决于飞机的升阻比零升阻力最大升力系数等气动特性以及疋机的前向侧向执平均值最大值等隐身特性。

因此,7寸于本文中的飞机外形参数气动力与隐身体化优化设计,根据第4代战斗机的设计指标要求,所选择的目标函数为f围内,的平均值和最大值,入。收稿日期19991化7=0.8最大升阻比低速施=0.2最大升力系数大迎角法向力系数。

1.3约束条件约束条件取为各设计变量的几何尺寸及翼面边缘平行等约束。设计人员可以使用不同的约束条件以选择+同的翼面形状组合。

2优化模型由模糊子集法确定各个目标函数的权数。

根据战斗机总体设计的要求,确定各个目标的理想值及最低可接受值用模糊数卞埋论线性函数分别建立各个目标的满意度函数义和约束的满足度函数,〃4.然后。根据+同的设计思想,建立不的多标纹合评价函数多目标总满意度函数作为目标函数,由此建立不同的优化模型。

2.1综合加权模型使用综合加权法建立多个目标的总满意度函数,0,建立模糊优化模型1find根据变权的经验公式采用变权的泣介加权模型2为泣合评判方法汴重衫个1标的泣合发展。优先改善最重要目标的满意度,当最重要目标不能再改,柯改善其他次要袖。它对应着各个设计4标依重要性不均衡发展的设计圯想。

2.2目标型模糊判决模型在工程优化设计中,约束往往是必须满足的客观条件限制,而目标往往是设计者主观上努力改善设计对象的心理期望。对于约束,满足即可,对于标。则往往是越优越好。为了反映这种不对称性。可以构造1标型模糊判决模型优化模型3这种模型注重改善满意度最低的目标,体现了注重薄弱环节的设计思想。但当最差的目标不能再改进次差的目标往往得不到改善如果要求考虑不同目标间的要性著异,可以使用权数。相应的优化模型4为在这种模型中,重要性指标即权数,越小的目标,越不容易决定总的满意度函数。

在此模型中,权数山。不必进行归化处理,以免因为目标较多而使权数太小,使得。,都大厂,而被过滤掉。

2.3最优因素突出模型在工程设计中。时希望突出比较优秀的指标使其达到最优。基于此设计思想,可以建立最优因素突出模型5从模型的达式可以看到,多个目标总的满意度评价函数取为各个标中权数与满意度乘积最大者。休现了注重突出,优与最屯要因素的设计思想。

以上各个优化模型中,氏可以由设计人员调整确定,代设计人员的主观愿望和设计经验,对于不同的所求得的解属于对应不同目标满意度和约束满足度的模糊解集。

3优化结果发的气动力及,3计算程序,该程序经过多次测外形参数在合理的范围内。参1.

对比模型1模型2模型3模型4模型5厂2其平均值的最大偏差;为各单个目标满意度的参数为在理论上。变权可以防止,0的极端情况发生2,此外,从与的值来打,采用变权的综合加权模型得到的优化结果,其各单目标满意度间的均衡性要于采用常权的优化结果。

投糊判决模型对最差解的改善效果是常明显的,它使最低的单目标满意度远优于其他模型。

在最优因素突出模型中,使最优目标的满意度达到了从而达到了模型预期的目的。由于该模型中多目标总满意度是单目标中目标满意度与权重较高的目标对多目标总满意度的影响机会多化但是中纯满总度最如定皆权尺的不定能决定多目标总满意度。采用常权时,各个目标的权重是固定的,而各个目标的满意度与该目标的满意区间有关,因此,总的满意度评价函数位受各个1如的,总的影响较大,即各个标的满意区间的取值,将对优化结果起决定作用。

根据以上分析,对各个目标的满意区间的取值,应当权衡自己对目标优化趋向的主观愿望和目标函数可能的取值范围,即兼顾个人愿望与实现的可能性,根据经验或者试计算的结果,合理地确定。

4结束语给出的5种优化模型,体现着不同的设计思想,算例的优化结果证明了优化模型的正确性与实用性,设计人员可以根据不同设计思想或设计目的而选用不同的优化模型。此外,设计人员可以通过对设计变量施加不同的约束,选择不同的机货尾翼平他形状组合。本文及进步深入研究而开发的程序可供设计人员在初步设计时使用。

幻陈抖账精密复杂结构的1仲现代设讨汰晷。1芯1京航空航天大学出版社,1992.

2;庄。模糊系统理论;!1算机肘,

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