Match Point Solution for Robust Flutter Analysis in Constant-Mach Prediction

This paper presents a method for robust flutter computation which uses flight altitude as the perturbation variable in order to obtain a match point solution. The air density and sound speed of standard atmosphere model are approximated as the polynomial function of altitude, such that the flight altitude becomes the single perturbation variable that describes the aeroelastic system. The uncertainties of generalized stiffness and damping are considered and the uncertain aeroelastic system can be formulated as linear fractional transformation （LFT） representation which is suitable for/.t analysis framework. Finally, the match point solutions of robust flutter margins can be computed with structured singular value （SSV） theory. The robust flutter analysis method provided in this paper is suitable for constant-Mach flight flutter test and provides valuable reference for flight envelope expansion.

改进频域空间域方法在飞行颤振试验中的应用

传统的频域空间域方法由于使用周期图谱估计,阻尼识别的精度无法保证。为提高对有限的试飞数据进行阻尼识别的精度,保证飞行颤振试验能够安全高效开展。主要研究结合自回归模型谱估计代替周期图谱估计的改进频域空间域方法在颤振试飞中的应用技术,针对大气紊流激励结构响应数据,讨论自回归模型阶次、谱估计方法等对小阻尼情况模态参数辨识精度的影响。对仿真信号和颤振飞行试验实际信号应用不同的数据处理方法进行对比验证,分析结果表明,采用合理的参数,改进的频域空间域方法能够有效辨识结构模态参数,具有一定的工程适用性。

一种新型颤振激励系统的特性研究

在非结构网格的基础上,以欧拉方程为流场的主控方程,采用格心格式空间离散的有限体积法和四步Runge-Kutta显式时间推进的方法,对一种新型颤振激励系统的流场进行了数值研究。研究了该系统的工作原理和激励力特性。研究结果表明,该系统能很好地激励飞机结构。

颤振边界预测技术在颤振试飞中的应用研究

对两种颤振边界预测方法的技术原理进行了详细介绍,进而通过两种颤振边界预测技术在两个型号飞机颤振试飞中的应用研究,表明了该技术具有一定的工程实用性。最后对文章介绍的预测技术在后续试飞中的应用给出了有益的建议。

飞机颤振模态参数的频域子空间辨识

研究了基于非参数噪声模型的频域子空间系统辨识法,并采用频域子空间辨识算法实现了基于多通道数据的颤振模态参数辨识,改变了传统的单通道颤振试验数据分析模式,试验结果表明子空间算法能有效提取多通道数据中包含的主要危险模态信息,且计算量小,适用于模态参数的在线分析。

某型飞机颤振试飞中多种激励技术的综合应用与研究

首先对颤振试飞所用激励技术进行了简单介绍。进而对某型飞机颤振试飞所选激励技术的原理进行了详细分析,并通过对该型飞机颤振试飞不同激励技术激励效果的分析讨论,给出针对该型飞机,多种激励技术补充使用所得激励效果明显的结论。最后对其它飞机颤振试飞激励方法的选用给出有益建议。

飞行颤振试验数据处理方法及软件研制

介绍了用脉冲激振进行飞行颤振试验时的数据处理方法及软件研制。讨论了数据预处理方法和时域、频域参数识别方法。证明了时域和频域方法理论上是等价的，但实际应用中，因频域方法可选频段拟合，识别结果比时域方法好。仿真计算和实际应用结果表明该方法和软件是有效的。

飞行高度摄动的鲁棒颤振计算方法

提出了一种以飞行高度作为摄动变量,利用结构奇异值理论来进行鲁棒颤振计算的方法。将标准大气模型中的高度与大气密度,高度与声速的关系拟合成为多项式表示的函数关系,从而将动压和飞行速度表示成飞行高度的函数,使得系统以飞行高度为惟一的摄动变量。然后利用线性分式变换考虑了广义刚度和广义阻尼的不确定性,建立整个系统完整的状态空间模型,使用结构奇异值理论计算颤振裕度。该方法适用于固定马赫数的飞行颤振试验和飞行包线扩展。

颤振试飞测试系统的设计与实现

颤振是飞机结构最危险的振动形式;飞机颤振飞行试验属于防颤振研究的最终环节,它是验证新机颤振安全性必不可少的关键试飞课题;为完成颤振飞行试验,设计了一套高可靠性综合机载测试系统,完成模拟量、飞控数据、总线数据采集,并可实现实时数据处理;该测试系统硬件具有接口简洁、实时性强、抗干扰特性好,适用于航空试飞领域;根据试验数据分析暴露的问题,进行了深入研究,提出了合理解决方案,解决了颤振飞行试验过程中出现的问题,对于今后的颤振试飞测试具有指导意义。

飞机颤振试飞试验信号的广义时频滤波

针对飞机颤振试飞试验信号噪声过大的问题,提出了一种广义时频域滤波算法。算法采用分数阶傅里叶变换对线性扫频激励及其响应信号进行广义时频分析,利用该类信号在分数阶傅里叶域内的聚焦特性,有效提取真实响应信号,达到信噪分离的目的。给出了具体的滤波算法,并将其应用于仿真算例和实际试飞数据,结果表明该方法可显著提高信号的信噪比。

带飞行控制系统飞机颤振试飞的结构动响应研究

对带飞行控制系统飞机在颤振飞行试验中的结构动力响应分析进行了研究,建立了采用FES(flight excitation system)系统激励和小火箭激励两种方式的动力学分析模型,在此基础上构建了软件分析平台并对某型带飞行控制系统飞机进行了应用,为该飞机颤振试飞激励方式和参数选取提供了参考依据。最后提出了气动伺服弹性和结构动响应研究下一步的发展方向。

气动弹性稳定边界的飞行试验预测方法综述

颤振和气动伺服弹性失稳是危险的气动弹性现象,在飞机设计的最后阶段需要依靠飞行试验来预测气动弹性稳定边界。回顾了传统颤振试飞中的模态阻尼法和系统稳定性分析法,比较了各方法的应用特点,并重点介绍了鲁棒稳定性分析μ方法及其在气动伺服弹性试飞中的应用。最后总结了NASA德莱顿研究中心近年在气动弹性试飞方面的工作,供研究人员参考。

带不平衡转子惯性激励系统颤振激励技术试验研究

首先对国内外颤振激励技术发展概况和IES颤振激励技术进行了简单介绍。进而通过对IES在地面试验和飞行试验过程使用情况的详细介绍与分析,得出这种激励技术适用于高频结构模态颤振激励结论。

扫频激励下的飞机颤振模态参数小波辨识研究

为在大噪声环境下准确辨识飞机颤振模态参数,提出了一种适用于扫频激励的颤振模态参数小波辨识方法。该方法首先采用分数阶傅里叶变换对试飞数据时频滤波,随后由频响函数获得脉冲响应,并运用小波变换从脉冲响应中提取模态参数。该方法即利用了扫频信号在分数阶傅里叶域内的聚焦特性,又借助了Morlet小波的窄带滤波特性,显著降低了辨识过程中噪声的不利影响。讨论了算法性能,给出了适用范围,并采用仿真算例和实测试飞数据予以验证,结果表明该方法在大噪声环境下表现了较高的辨识精度。

一种基于亚临界响应的颤振边界预测新方法

基于地面模态试验事先获取的结构模态参数,通过弹性机翼在气流中的亚临界响应,解算出作用在机翼上的非定常模态气动力系数。以弹性机翼的模态位移作为系统输入,模态气动力系数作为系统输出,通过辨识方法获得弹性机翼振动的气动力模型。在时域内耦合结构运动方程和气动力模型,建立基于试验数据的气动弹性稳定性分析模型。通过分析系统稳定性随动压的变化规律,获得弹性机翼的颤振稳定性特性。与经典颤振边界外推方法的主要区别在于该方法实质上只需要一次亚临界响应试验即可预测颤振临界点,可极大降低颤振试验的风险和成本。该方法既可用于颤振风洞试验,也可用于颤振试飞。

飞行试验颤振数据实时监控系统

颤振试飞是"I类风险"试飞科目,试飞风险巨大。而原型机和涉及到结构及外型重大更改的改型机都必须进行颤振科目试飞。因此要制定严格的保障措施,高效、准确的监控保证。由于颤振数据的高采样率,为保障整个监控系统的性能,采用单独的服务器与独立的局域网,并在颤振服务器上加装A/D转换器,结果该颤振数据实时监控系统可按512点/s的采样率无丢点采样存盘,条图仪均匀输出。通过前期原理论证及后期使用证明该系统能满足高采样率下颤振数据的实时监控要求,而且它解决了在UDP传输协议的网络中高采样数据条图仪输出的时间均匀性问题。

颤振试验中加速度计信号的时频滤波方法研究

针对飞机颤振试飞试验数据信噪比偏低的问题,提出了两种加速度计信号的时频域滤波算法,分别借助小波和分数阶傅里叶变换对数据进行时频分析,并在时频域内滤波。该类算法的共同思想是利用扫频信号在时频域内的聚焦特性,有效提取真实响应信号,达到了信噪分离的目的。文中给出了具体的滤波算法,并通过仿真算例和实际试飞数据检验了滤波效果,结果表明两种方法均可显著提高加速度计信号的信噪比。其中,小波变换方法的通用性较好,而分数阶傅里叶变换在处理线性扫频激励数据时表现了更优的去噪效果。

颤振试飞脉冲激励信号分析技术

颤振模态参数识别是当前飞机颤振试飞的一个重要课题。介绍了一种脉冲激励颤振试飞信号数据处理方法。采用改进的空域相关滤波法对脉冲响应信号进行降噪处理,改善频响函数估计精度。在模态参数识别过程中采用有理分式正交多项式分段拟合技术,实现颤振模态参数估计。

鲁棒颤振裕度法的应用

介绍了一种新的确定颤振边界的方法——鲁棒颤振裕度法。利用结构奇异值理论将颤振理论模型和试飞数据有机结合起来,进行了颤振边界预测。仿真结果表明,该方法是可行的。

飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真方法研究

目的实现颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真,预测操纵面脉冲激励结构响应。方法提出一种飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真方法。该方法以飞机结构动力学有限元模型为基础,建立颤振试飞气动力模型和操纵面脉冲激励力模型。结果以上述模型为基础建立的飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真模型,实现了颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真。首先建立了带副翼单机翼模型操纵面脉冲激励响应仿真模型,并实现了激励响应仿真分析,得到了结构响应幅值。结论开展了全机模型操纵面脉冲激励响应仿真分析,并将仿真结果与飞行试验结果进行对比,两者结果基本一致,验证了该方法的有效性。