飞行器空气动力特性的综合评估方法研究.pdf

飞行器空气动力特性的综合评估方法研究言方法介绍清，唐志共，陈作斌，朱国林引U={U⋯醵)设评估因素集q为，，个评估因素组成的模糊子集，评估结果集圪是朋个评估结果组成的模糊子集，R。。为以到圪的模糊关系，即：石摘要：空气动力评估是对飞行器进行全过程、全系统试验与鉴定的重要内容。依据层次分析关键词：空气动力学；层次分析；专家调查；综合评估0由于空气动力的基础地位、引领作用，航空航天技术发达国家愈来愈重视空气动力及其相关方面的评估。国外不仅在组织上形成了一套独立的性能评估鉴定机构，而且形成了一套完整的评估程序、评估方法和指标体系，其成果在飞行武器的规划、研制、配置、部署和作战应用中起到了显著的作用。国内对飞行器空气动力特性评估的研究还与应用还相对较少。一个好的飞行平台是协调与综合各专业子系统后产生的。随着我国在研和预研的飞行器大多将在缺乏相应的参照物或难以开展关键技术国际合作的状态下进行，尤其是新一代飞行器将采用大量先进的空气动力技术，这些技术单项本身就颇具挑战性，再加上要将它们融为一体，在气动设计方面所面临的挑战是前所未有的，因而做好空气动力评估工作愈加重要。本文针对各类飞行器的空气动力特性评估发展了一种综合评估方法，可获得对飞行器气动性能综合评估的定量结果和定性结论。1飞行器空气动力特性综合评估系统的结构由于对飞行器空气动力特性的综合评估是一个复杂系统(图1)，依据层次分析原理可建立飞行器空气动力特性综合评估系统的结构，分层、分类实施评估。1．2飞行器空气动力特性的综合评估方法(1)综合评估方法的数学原理％(1)第十四届全国计算流体力学会议论文羹(中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳621000)原理，可分层、分类对飞行器的空气动力特性进行综合评估。采用专家调查法，获得专家个体对评估因素、评估因素的权重、以及评估结果等级与档次的意见；采用综合评估方法综合各专家个体的意见，获得对飞行器空气动力特性综合评估的定性结论和定量结果。1．1毪行器空气动力特性综合评估系统的结构图I
s=去[臣瓷i+隆羔I+⋯+臣嚣I]‰(^，o)．屯--Z",^乃U=1，2，⋯，m)其中：∑4=1，4>o(k=1～刀)M(^，U》屯=U％(·，U)：岛--Ua；％(，=1，2，⋯，册)MⅣ(．，o)．％=∑q％u=l，2，⋯，m)K={巧⋯圪)圪l以2⋯％⋯‰以={44⋯4)B=4★R。。=豫岛··．6舸)式中，★为综合算法，％=彩／(∑％)如，=匕虼l如⋯托J⋯儿一％乃2⋯％⋯‰阀值马图2是由顶点厶、厶、⋯、厶构成逆时针回路的平面多角形，其面积为：式中，％为第f项评估因素属于第歹个评估结果的程度(隶属度)·设评估因素的权重集为：综合评估结果为：(4)(5)U=l～m)。(2)综合评估中常用的综合算法综合算法通常有主因素突出型算法和加权平均型算法。主因素突出型算法因其着眼点是考虑主要因素，故适用于综合关系矩阵中的相关数据有较大差别的情形。该算法虽然运算简便，但有时对评估结果的分辨率不高，难以进行定性辨识。常用的主因素突出型算法有：主因素突出型：ai^％u=l，2，⋯，m)(6)(7)加权平均型算法的运算比较精细，全面考虑了各种评估因素，减少了信息的损失，但对干扰敏感。常用的加权平均型算法有：加权平均型：(8)(9)(3)对评估结果的量化处理假设将评估结果分为A、B、C、D和E五个等级，且每个等级细化为I、II两档，其对应阀值见表1。评估结果集0c·。，第十四届全国计算流体力学会议论文集乃l门2⋯乃J⋯乃一表1评估结果的等级和档次及其对应的阀值EIIO．95O．900．850．800．70i=lABCDI0．75O．650．600．50量。lk=ll=l
甲一一甲云扎{0‘箸呲?n篙700‘嚣⋯‘翟3⋯。筝n≯n第n：00n筹o))用％(．，U)算j、⋯z—14：b2．yagUI(A，U)算法得到：飞行器空气动力特性的综合评估依据评估结果的等级和档次及其对应的阀值，可以平面多角形的面积视为量化的评估结果。(4)飞行器空气动力特性综合评估的流程飞行器空气动力特性子项与专项综合评估的工作流程如图3：22．1样例结果与分析假设有5名专家对飞行器空气动力特性某子项进行评估。评估因素及其权重和评估结果见表2。石清，唐志共等：飞行器空气动力特性的综合评估方法研究图2平面上的多角形圈3评估工作的主要流程表2评估结果的等级和档次评估结果评估对象评估因素权重评估因素1飞行器气动特性某子项评估评估因素2评估因素3II0．33ABCDEI0．373l40．301
用‰(^，o)算法得到：矿：poooo0．2000l用‰(·，0)算法得到：曰Ⅳ：Jo-0600l分析以上评估结果，采用Mx(A，U)或‰(八o)算法，结果的辨识度不高，难以准确分辨。采用％(．，U)或‰(·，。)