飞机载荷校准试验主动约束技术

在研究以往飞机载荷校准试验支持和约束方式的基础上,结合某型飞机结构特点,提出一种载荷校准主动约束方法。对主动约束方法和传统的起落架方法飞机载荷校准进行受力分析,建立了2种约束方法的理论模型;设计2种约束方法的机翼载荷校准对比试验,并提出主动约束载荷校准试验实施流程;结合某型飞机机翼载荷校准试验和飞行试验对主动约束方法进行了验证。结果表明:与传统的起落架约束方法相比,主动约束方法能有效解决有起落架布置的翼身整体结构机翼根部载荷测量难题,并将机翼载荷校准试验量级提高41%,机翼载荷模型误差可控制在3%以内。

飞机载荷校准试验区域加载技术

载荷校准试验是飞机飞行载荷测量的关键环节,载荷的施加与翼面真实受载一致或接近,直接决定载荷测量的精度。针对载荷校准试验时载荷量级受局部强度限制难以提高、不能同时实现拉压双向加载、扭矩载荷测量精度不高等问题,开展载荷校准试验区域加载技术研究,通过试验件设计和黏接工艺研究、地面验证试验、机上验证试验等,在飞机载荷校准试验中实现双向同时加载,校准载荷量级大幅提高,并在某型支线飞机载荷校准试验中进行了应用研究,取得了良好的试验结果。

飞机机翼载荷校准试验的有限元仿真方法

飞机机翼载荷校准试验是飞机载荷验证试飞的关键工作之一,校准结果的精度及有效性主要取决于试验方案设计的合理性。为了对其开展仿真研究,研究了对机翼载荷校准试验进行有限元仿真的方法,实现了建立有限元仿真模型、设计"虚拟"应变电桥和施加"虚拟"校准载荷等关键技术。以此对某机翼载荷校准试验进行了仿真,将仿真结果和试验结果进行了对比,评价和分析了仿真结果。应用结果表明,方法具有令人满意的精度和可行性。

六自由度静定支持与约束技术在飞机载荷校准试验中的应用

在研究以往飞机载荷校准试验时非静定支持与约束方式的基础上,首次提出了飞机六自由度静定支持与约束方法;根据载荷校准试验得到的飞机受力分析结果,对飞机起落架支持与约束载荷进行了分解和简化,建立了飞机六自由度静定支持与约束工程模型;结合某型飞机的载荷校准试验对该方法进行了试验验证,结果表明:采用该方法可实现对飞机约束载荷的理论计算和实时监控,保证了飞机机翼等复杂结构部件在高载校准工况下试验过程的安全、可控;使飞机机翼的试验载荷量级提高到了限制载荷的43%,机翼载荷建模精度可控制在3%以内。

全动平尾带偏度载荷校准试验技术研究

飞机飞行载荷测量是飞行试验的一项必不可少的工作。针对全动平尾飞行载荷难以测量的问题,提出了带偏度载荷校准试验方法。共进行了五种带偏度载荷校准试验,并利用校准试验数据建立能测量平尾在任意操纵偏度下的载荷方程。通过飞行试验验证了该方法的正确性,为全动平尾飞行载荷测量提供了一种重要的技术途径。

液压多点协调加载技术在机翼载荷校准试验中的应用

载荷校准试验是飞机飞行载荷测量的关键技术环节,而校准试验载荷的加载方式、载荷量级的大小直接影响着载荷建模及飞行实测载荷精准度。本文提出的液压多点协调加载技术,可实现飞机机翼多点、自动控制、协调加卸载,与以往人工单点加载试验相比,载荷量级提高到了机翼限制载荷的40%以上,并可模拟机翼在飞行时气动载荷的压心分布情况进行试验加卸载,提高了试验载荷模拟飞行载荷的真实程度。采用多点协调加载数据建立机翼的载荷方程,较以往单点数据,方程精度提高了4%以上,为提高实测载荷精度奠定了坚实的基础技术。

一种可变刚度的载荷校准试验调试台架

载荷校准试验是应变法飞行载荷测量工作中必要的环节,其试验结果决定着飞行载荷测量成败。通常载荷校准试验是在飞机上实施的,具有较大的风险,为此在正式试验前要进行加载设备调试、工况演示,进而实现工况优化,降低试验风险。针对调试试验提出了一种可变刚度的载荷校准试验调试台架,通过对空气弹簧调节台架整体刚度,实现机翼受载后的变形模拟。试验结果表明,该调试台架的功能和承载能力能够满足调试试验的需求,能实现大展弦比机翼的大变形模拟。

基于虚拟试验的机翼-起落架布局飞机翼根载荷校准试验方法研究

飞机的机翼-起落架布局是指起落架安装在机翼上的结构形式。在校准试验时,起落架对机翼根部存在约束力,使翼根实际承受的力与施加的校准载荷相差较大,无法准确建立翼根的载荷方程。本文基于虚拟试验,提出了一种载荷校准试验方法:首先通过求解响应系数,解耦了约束载荷与校准载荷;其次构造了虚拟试验加载工况和虚拟应变响应,建立了弯矩、剪力和扭矩载荷方程;最后利用虚拟试验检验了载荷方程。检验结果证明了本方法的正确性。

飞机载荷校准试验方案优化设计研究

在载荷校准试验方案设计中,规划加载工况是主要内容。加载工况设计的目标是既能使载荷方程有足够高的精度,又不至于有太多冗余工况。为了提高试验效率,保证载荷方程精度,本文基于载荷校准虚拟试验,研究了载荷方程建模工况数量以及建模工况选取对载荷方程精度的影响,提出了载荷校准试验加载方案优化设计方法。

飞机飞行载荷校准试验约束补偿技术

为解决某飞机校准试验严重载荷工况时飞机约束装置载荷超出限制载荷的问题,对约束补偿方法进行研究;通过力学分析建立起飞机纵向及横航向平衡工程模型,并对约束补偿载荷与校准载荷的关系函数进行推导;针对某飞机结构特点,给出了一种试验时可实现全机动态平衡的约束补偿方案及其实施控制技术,有效修正了载荷校准试验中因加载动态误差、部件变形、设备安装间隙等问题造成的非线性误差。通过飞机载荷校准试验的实施,验证了约束补偿的科学性。结果表明:使用约束补偿技术可实现载荷校准试验时飞机的动态平衡,将起落架被动约束装置上的载荷波动比控制在5%以内,有效降低飞机校准试验风险。

基于虚拟载荷校准试验的襟翼曲柄测载方法

飞行载荷测量是验证飞机结构完整性,完成飞机定型必需的试验项目。基于应变法的飞行载荷测量方法通过地面校准试验构建应变与加载载荷之间的对应关系,然后将飞行实测应变代入载荷模型求得飞行载荷。某型飞机襟翼驱动曲柄几何外形不规则,具有轴向弯折、截面非对称等特点,载荷测量存在困难。基于该襟翼驱动曲柄的运动机理及襟翼操纵机构的传力路径研究,对曲柄进行受力分析,提出曲柄载荷测量方法,并利用虚拟载荷校准试验的手段对本方法进行验证。结果表明,本文方法是正确、有效的。

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。

飞机载荷校准虚拟试验建模方法研究

载荷校准虚拟试验可以实现对真实试验的外推、预测以及模拟演练等。建模的优劣影响了载荷校准虚拟试验对真实试验的逼真度,决定了虚拟试验的成败。本文以某型飞机机翼为例,研究了载荷校准虚拟试验建模的各个环节,包括有限元建模、虚拟应变电桥建模、约束及载荷建模和模型修正等,形成了载荷校准虚拟试验的建模方法。

飞机载荷校准试验液压作动器调试台设计

以某型机翼载荷校准试验为背景,设计了一种用于飞机载荷校准试验的液压作动器协调加载调试台。通过空气弹簧变形实现机翼受载后的变形模拟,对作动器进行单点或多点协调加载的性能参数调试。调试完成后将作动器安装到真实机翼处进行校准试验,不仅提高了作动器的跟随性,优化控制参数,同时提高了试验的效率和安全性。该调试台不仅实际应用效果良好,并且能够扩展到其他领域液压作动器协调加载调试中,有很好的工程应用前景。

基于多点协调加载试验的机翼飞行载荷模型研究

研究了基于多点协调加载试验的机翼飞行载荷测量技术。在某型飞机机翼载荷校准试验中,使用了自动液压加载系统,并研制出新的飞机约束装置,从而实现了多点协调加载试验,其中试验数据由机载测试系统进行采集。提出了建立机翼载荷模型的方法,最后通过地面检验试验和飞行试验验证了机翼载荷模型的合理可靠性。结果表明:该方法能够建立更高精度的机翼载荷模型。

中央肋对接平尾结构非对称载荷测量技术

针对中央肋对接平尾结构,使用直接测量法和提出的唯象拟合法对其非对称弯矩载荷进行测量。通过先后开展虚拟试验和地面载荷校准试验,分别建立了两种测量方法的非对称载荷模型,并对其适用性和准确性进行研究。地面试验和飞行试验结果显示,唯象拟合法能够有效地完成平尾结构的非对称载荷测量,地面试验验模误差最大值为1.57%;直接测量法由于中央对称面附近连接有对接肋和平尾接头等导致局部传力比较复杂,测量精度较差,地面试验验模误差达到8.11%。

电桥逐步筛选飞行载荷建模方法及其应用

通过载荷地面校准试验建立载荷模型是应变法飞行载荷准确测量的基础,为高效准确地建立载荷模型,在对应变法飞行载荷测量原理分析的基础上提出了一种基于电桥应变响应特性综合指标的电桥逐步筛选飞行载荷建模方法,在建模过程中对参与建模的电桥进行逐步筛选并得到一组备选载荷模型,结合叠加原理验证及电桥物理特性分析等方法可确定飞行实测中所选用载荷模型。应用该方法对机翼测载剖面飞行载荷进行测量,结果表明该方法准确可靠,并可将测载结果应用于飞机飞行载荷安全监控。

飞机主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量方法

现代飞机舵面大多采用主动式余度作动系统。这种系统固有的力纷争现象,导致传统的基于原位载荷校准试验的飞机结构载荷测量方法,不再适用于现代飞机操纵舵面铰链力矩飞行测量。提出了一种基于离位载荷校准试验和原位载荷验证试验的飞机舵面铰链力矩测量方法,建立了相应的载荷测量模型,分析确定了铰链力矩测量精准度的影响因素,给出了可能引起的系统误差的验证和修正方法,形成了主动式余度作动舵面铰链力矩飞行测量流程。通过多型飞机舵面铰链力矩测量试飞,验证了该方法的可行性和有效性;提高了飞机舵面铰链力矩测量的精准度,为飞机舵面设计载荷验证与优化提供了可靠的实测载荷;得到了飞机舵面各作动机构的载荷分配,实现了飞机舵面作动系统力纷争的飞行监测,确保了飞行安全。

有起落架布置的翼身整体结构机翼载荷测量技术

针对传统的载荷校准约束方法影响有起落架布置的翼身整体结构机翼根剖面载荷测量的问题,提出了一种适用于该结构形式的机翼载荷实测方法。首先,分析地面载荷校准时主起落架载荷变化对机翼根部测载剖面应变电桥响应的影响,提出了一种主动约束方法来模拟空中飞机机翼真实受载状态。其次,采用主动约束和传统的起落架约束方法进行机翼载荷校准对比试验,通过对试验数据进行分析,分别建立了2种约束方法的飞行载荷方程,表面上2种方法的地面检验误差均在3%以内,满足一般的工程误差要求。最后,选取对称拉起机动试飞状态,对2种约束方法的机翼飞行载荷测量结果进行分析研究,验证了有起落架布置的翼身整体结构机翼载荷测量方法的有效性,并给出了传统的起落架约束方法载荷测量误差大的原因。

液压作动器协调加载调试台设计

以某型机翼载荷校准试验为背景,设计了一种用于飞机载荷校准试验的液压作动器协调加载调试台。通过空气弹簧模拟飞机机翼刚度,实现变刚度模拟,对作动器进行单点或多点协调加载的性能参数调试。调试后将作动器安装到真实机翼处进行校准试验,不仅提高了作动器的跟随性,优化了控制参数,同时提高了试验的效率和安全性。该调试台不仅实际应用效果良好,并且能够扩展到其他领域液压作动器协调加载调试中,有很好的工程应用前景。