飞机舵面铰链力矩飞行实测技术研究

测量飞机舵面铰链力矩是飞行试验的一项重要任务。本文提出了通过测量传力关键件的载荷和利用传力关键件安装的空间位置来测量飞行中舵面铰链力矩的方法。以某型飞机为例,详细描述了如何利用该方法测量舵面铰链力矩的过程。这种方法对飞机舵面铰链力矩飞行实测有重要的参考价值。     

飞机结构载荷测量应变电桥热输出修正方法

针对近年来在飞机结构载荷测量飞行试验过程中发现的结构温度对载荷测量结果影响的问题,在分析载荷测量应变电桥热输出产生的原因和机理基础上,提出一种基于多项式拟合的应变电桥热输出分析和修正方法。通过地面温度试验验证了该方法的有效性,并利用该方法对多型飞机结构载荷飞行试验实测结果进行修正,取得了良好的修正效果,有效地提高了载荷测量的精准度。研究成果为飞机结构载荷测量应变电桥热输出修正提供了适用的理论依据和工程方法,对飞机结构载荷飞行试验验证起到了重要的支撑作用。     

后屈曲预压缩技术在飞机舵机系统中的应用

本文采用有限单元法建立了飞机舵机系统的刚柔耦合动力学模型,对舵机的负载输出特性进行了分析,同时利用Fluent软件对某翼型在低速下的气动参数进行仿真计算,并将计算结果导入舵机模型中,对舵机在特定马赫数下由舵偏角变化导致的负载力矩改变时的输出特性进行分析。结果表明,气动载荷的作用会减小舵机的静态输出能力,但轴向力的增加可以显著提高舵机系统的机电耦合效率,从而弥补当舵面发生较大转角时铰链力矩对舵机输出特性产生的负面影响,也进一步验证了该舵机系统完全可以满足小型飞机的应用需求。     

变压心飞行载荷校准试验方法研究

校准试验是应变电桥法测量飞行载荷的关键环节。为模拟真实飞行时气动载荷压心随飞机机动而连续变化的特性，提出一种可变压心的载荷校准试验方法，对全机平衡和约束载荷进行计算分析，利用多点协调加载系统应用于某型飞机的机翼载荷校准试验。使用变压心加载工况对载荷模型进行验证，明确压心变化引起的误差，通过调整建模工况的压心分布对模型进行优化，机翼根剖面弯矩载荷模型适用范围为17%～90%,模型精度由5.54%提高到2.36%。优化后的载荷模型测得的纵向机动飞行载荷左、右机翼对称，压心变化在验证范围内，测量结果合理可靠。     

民用飞机舵面运动特性对飞行特性影响研究

针对舵面运动特性对现代电传民用飞机飞行特性及飞行安全的影响以及现阶段国内研究的局限性。 这里建立了飞机六自由度动力学模型、舵面运动动力学模型;依据飞机选定的舵机偏转速率限制速度、全机气动力特性、舵面铰链力矩特性,利用MATLAB/simulink工具以纵向操纵面升降舵为例,仿真研究了舵面动力学特性以及舵面动力学特性对飞行特性的影响。结果表明,不同操纵状态下,舵面运动特性差异很大,操纵频率高,舵面以及飞机的响应幅值减小,飞机响应相位滞后增加;过高的操纵频率,将会引入非线性因素,以及附加相位滞后。     

新型轮胎试验机载荷解析研究

研究了新型6自由度轮胎试验机试验原理及轮胎载荷的解析方法. 应用多体动力学理论以及空间坐标旋转变换矩阵,求得各种试验工况下的作动缸长度. 考虑各个作动缸受力方向、轴向力传感器测量方向、作动缸向量的方向,以及存在侧偏角时轮胎力的空间转换,得出了轮胎地面3个方向力的解算方法. 利用空间向量运算方法得出了轮胎地面3个方向力矩的解算方法,建立了轮胎试验机的仿真模型. 通过轮胎稳态侧偏力学特性试验以及轮胎稳态侧倾力学特性试验的仿真分析,验证了作动缸运动规律的理论分析的正确性. 通过轮胎稳态侧倾侧偏复合工况力学特性试验仿真分析,验证了轮胎地面6分力载荷的解算方法的正确性.      

基于风洞测压试验数据的舵面铰链力矩系数计算方法研究

基于风洞测压试验所获得的压强数据,采用数值积分的方法计算出了舵面铰链力矩系数。通过分析数据并将数据与CFD计算结果进行比较,证明了数据具有一定的可信度,说明该铰链力矩计算方法具有一定的工程应用价值。推导出了计算舵面铰链力矩系数的积分公式,此公式简单可靠,但只适用于铰链轴位于弦平面内的舵面,而不适用于铰链轴位于弦平面外的舵面。     

民用飞机平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制方法研究

民用平尾水平安定面作动器是飞行控制系统重要组成部件之一,其疲劳失效直接影响到飞机的安全飞行,因此,疲劳载荷谱编制的是否合理的将决定结构设计是否安全和经济。本文介绍了民用飞机平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制的基本原则和基本方法,以国内某型号平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制为例,详细阐述了用于分析的当量谱和用于试验的飞-续-飞载荷谱的编制方法。     

考虑温度影响的复合材料结构载荷测量方法

针对温度环境会影响应变法测量复合材料结构载荷精度的问题,提出了一种考虑温度影响的复合材料结构载荷测量方法。以某型飞机碳纤维复合材料平尾盒段结构剪力测量为例,首先,设计并完成了不同温度环境下的载荷校准试验;其次,采用多元线性回归法建立了常温下的复合材料结构载荷测量模型,并在不同温度条件下进行了载荷模型检验;最后,考虑温度影响对常温下的载荷模型进行了修正与验证。结果表明,文中方法具有可行性和较高的准确性。     

推力矢量燃气舵的受力分析及其模拟实现

在大量试验的基础上,首先进行推力矢量燃气舵受力分析,论述了推力矢量燃气舵和弹体间的相互作用关系,推出了力与力矩相互转换的转换矩阵,并应用该转换矩阵推导出燃气舵坐标系下的驱动铰链力矩.其次,对舵机系统进行大量模拟试验,以验证舵机系统在受到燃气舵力和力矩综合作用下的正确性,针对推力矢量舵机的受力情况提出了其模拟实现的初步方案.     

对称机动机翼飞行载荷处理方法研究

开展精确的飞行载荷测量方法研究以及深入分析获得结构受载规律,对于飞机结构设计及其改进具有非常重要的意义。基于此,本文介绍了一种机翼飞行载荷数据处理方法,通过该方法可计算获得整个飞行包线内的结构载荷规律,同时以某型飞机机翼飞行载荷实测结果对该方法进行了验证,并对其应用结果进行了探讨。     

飞行中螺旋桨相位测量技术

在螺旋桨桨轴1P载荷飞行测量中,利用激光传感器完成了螺旋桨相位测量。结合相位信号和桨轴载荷受力分析计算,实现了飞机爬升状态下桨轴1P载荷的分离计算。飞行试验中获得的螺旋桨相位信号清晰稳定,表明测试方法是成功的,为桨轴载荷的分析计算提供了关键参数,较好的解决了螺旋桨1P载荷桨轴直接测量中的相位问题。     

基于弹簧系统的飞机结构扣重技术

飞机强度验证试验中,为保证集中大质量结构扣重的准确性,提高卸压安全性,基于弹簧系统提出了一种新的飞机结构扣重技术。解决了作动器扣重方式卸压后扣重载荷消失以及反配重扣重方式摩擦力使扣重量值不够准确两项技术难点问题。通过验证试验对该扣重装置进行测试,结果表明:弹簧刚度数据与设计预期吻合良好;试验状态,载荷施加正常;卸压时刻,试验载荷和扣重载荷转换平稳;停机状态,扣重载荷施加准确。成功应用于某型飞机疲劳试验发动机假件扣重,实现了飞机集中大质量结构试验状态和停机状态的准确扣重,同时降低了卸压瞬间载荷冲击。     

多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析

试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度;甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/VA-ONE程序平台,将自定义函数(UDF)建立的热流固耦有限元控制方程和边界元声场控制方程相结合,推导出改进的耦合边界元/有限元法(BEM/FEM)计算模型。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了蒙皮表面危险点位置和不同飞行环境下响应特性;结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算模型,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面蒙皮响应特性随环境变化特征,为导弹舵面可靠性设计提供了一种有效的数值计算方法。     

飞机抑制操纵舵面颤振的方法研究

飞机操纵面颤振是飞机颤振领域里最复杂的部分,在所发生的颤振事故中,操纵面颤振最为常见,但进行操纵面颤振分析,在模型简化、气功力计算等方面存在一定难度。本文结合某型飞机的研制过程,针对某型飞机在地面试验过程中出现主操纵舵面方向舵与其方向舵机械备份作动器舵面发生颤振现象,通过比较仿真结果和试验结果,提出几种解决方案,来抑制消除方向舵的耦合振荡。     

无舵面飞机变弯度机翼承载/变形一体化设计

为通过机翼弯度变化实现对无舵面飞机的控制、改善其气动性能,需要协调结构变形、力学承载和轻质设计三者之间的关系。针对传统机械驱动机构造价高、重量大和智能材料驱动机构承载能力弱的缺陷,通过承载/变形一体化设计方法,充分考虑机翼气动载荷的特点,协调配置机械驱动机构与智能材料驱动机构,结合拓扑优化设计,提出一种无舵面飞机变弯度机翼承载/变形一体化设计方案。结果表明,无舵面飞机可在不同飞行环境下改变机翼弯度以承受多种载荷条件,对提高飞机的飞行性能、飞行效率和适应飞行环境的能力具有积极意义。     

一种飞机结构变形测量的新方法

快速准确的完成对飞机结构变形测量是飞机载荷强度飞行试验课目的关键。首先对飞机结构变形测量方法的基本原理及关键数学模型进行了阐述;其次介绍了采用多站拼接进行坐标系的统一,在测量过程中由飞机机体原始坐标数据反算其在当前测站中的极坐标数据,驱动全站仪自动锁定待测点,以减少人工干预的新方法;最后在飞行试验相关课目进行了应用,通过数据分析计算,结果表明,该方法得到的数据精度符合要求,减少了人为干预,提高了效率。     

基于角度误差的缝翼随动加载技术改进方法

在某型飞机缝翼疲劳试验中,采用随动加载技术,实现在缝翼翼面打开角度变化时载荷随动施加,为了解决试验中摆臂式随动机构旋转角度与缝翼打开角度之间误差偏大的问题,本文通过研究该飞机5段缝翼随动机构的几何数学模型,结合试验载荷谱波形,得到作动筒位移与角度误差的关系,确定角度误差的来源,研究随动机构各参数和载荷谱对角度误差的影响,提出一种基于角度误差的缝翼随动加载技术改进方法,并通过试验验证,结果表明该方法可以有效减小角度误差,对未来活动翼面的随动机构设计和载荷谱选择具有指导意义。     

直升机星形柔性桨毂夹板载荷飞行试验研究

以桨毂夹板应变测量法为基础,通过飞行试验,获得夹板静应变幅值、动应变幅值和结构动力学特性,分析了夹板静载荷和动载荷随时间、测点位置及直升机典型飞行状态的变化规律,为夹板载荷谱的编制、结构改型及寿命评估提供依据.     

一种用于舵机性能试验的加载装置

在分析飞行器飞行过程中舵面受力情况的基础上,提出了一种新型舵机加载装置,在舵面持续运动的情况下能够模拟和舵面运动方向相反的空气阻力矩,弥补了弹簧扭杆加载模拟空气阻力矩仅向一个方向的不足;能够模拟舵面运动过程当中不断变化的摩擦力矩,弥补了以往用常值替代摩擦力矩的不足;能够模拟舵面运动过程中的惯性力矩,解决了惯性力矩较难模拟的问题,为舵机的性能试验提供了新的检测设备。实验结果证明了这种新型加载装置的设计方案是可行的。