方案论证阶段飞机转动惯量估算方法综述

文/李苏渊 陈元 张华梅



方案论证阶段飞机转动惯量估算方法综述

文/李苏渊 陈元 张华梅

0前言

飞机转动惯量是飞机做转动运动时其惯性的度量，它是飞机固有的质量特性参数，飞机转动惯量的大小取决于飞机的质量和质量分布，以及转动运动时所对应的转轴位置。

方案论证阶段，飞机模型还没有建立，只有飞机的初步几何参数和初步估算的飞机重量，而飞机转动惯量是飞机设计中不可缺少的原始数据，它是飞机载荷计算、操稳特性和气弹分析中必备的参数。在此情况下，为了满足相关专业工作的需要，飞机转动惯量通常采用统计资料分析得到经验公式进行估算。对常用方法和提出的新方法进行特点分析，为工程实际应用奠定基础。

1经验公式估算方法

首先需要说明，经验公式估算得出的结果都是相对飞机主惯性轴系的惯性矩，并且起落架处于收起位置。

1.1经验公式估算方法一

公式（1）和（2）中：

Ixp，Iyp，Izp——分别为相对飞机主惯性轴系的三个轴的惯性矩，kg·m2；

W——飞机总重，kg；

b——飞机机翼展长，m；

lR——飞机总长（不含空速管），m；

LF——飞机机身长度，m；

H——机身最大高度，m；

Kx，Ky，Kz——统计系数；

统计系数的取值参考如下：

对于 W≤20t的飞机，Kx=0.10～0.12，Ky=0.18～0.19，Kz=0.26；

对于W＞20t的飞机，Kx=0.13～0.15，Ky=0.18～0.19，Kz=0.27；

1.2经验公式估算方法二

公式（3）：

W——飞机重量，kg；

b——飞机机翼展长，m；

LF——不含空速管的飞机机身长度，m；

Ixp，Iyp，Izp——分别为相对飞机主惯性轴系的三个轴的惯性矩，kg·m2；

φxp，φyp，φzp——统计系数，具体由图1查得。

图1　φxp，φyp，φzp与W关系图

1.3经验公式估算方法三

公式（4）：

W——飞机重量，kg；

b——飞机机翼展长，m；

lR——飞机总长（不含空速管），m；……