摘要 随着飞机结构设计技术不断发展,大型飞机机翼结构设计广泛采用大展弦比超临界机翼设计。该类机翼翼载大、弹性变形明显,导致单点加载的加载量级偏小、迟滞区和非线性问题显著,基于单点加载试验数据建立的载荷方程可信度降低,预测精度差。多点高载、自动协调控制加载技术为载荷校准试验提供了更为高效、准确的途径。本文通过应用自动协调加载测试系统进行某型运输机机翼载荷校准试验,对试验数据进行处理,建立该型机机翼载荷模型,并使用校验试验数据对载荷模型进行了误差分析。
关键词 大展弦比;载荷校准;协调加载
中***分类号V2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)86-0010-02
0 引言
飞机载荷校准试验是飞行载荷测量的关键环节之一。早期的飞机结构简单,力学响应的线性叠加很好,基于单点校准试验数据建立的载荷方程具有较好的置信度。随着飞机结构设计技术的不断发展,大型飞机机翼结构设计广泛采用大展弦比超临界翼型,该类翼型升力面承载量级大、机翼弹性变形明显,导致单点加载的加载量级偏小、非线性等问题显著,使基于单点加载试验数据建立的载荷方程预测精度差。
目前,采用多点高载荷自动控制的载荷校准试验技术模拟实际受载是国外发展趋势。在实际应用中,E-2C预警机机翼校准载荷达到设计限制载荷40%,F/A-18战斗机机翼校准载荷达到设计限制载荷70%,上述试验均采用先进自动控制多点协调加载技术。国内前期主要采用单点和人工协调多点载荷校准试验技术完成大量***用战斗机的载荷校准试验,主升力面校准载荷量级一般在30%以下。
本文应用自动协调加载系统进行了某型运输机机翼载荷校准试验,对试验数据进行了处理,建立了该型机机翼载荷模型。
1 力学模型
试验机是一架双涡轮螺桨发动机运输机。采用大展弦比、上单翼布局,机翼结构为双梁结构,机翼平面形状为梯形。
在飞行过程中,机翼结构承受外载一般为空间的三个正交力和三个正交力矩,但主要承受弯矩M、扭矩T及剪力Q的作用。在载荷校准试验中,通过控制剪力Q的大小和加载点位置,根据所施加载荷Q的大小和加载点坐标可计算得出作用在该测载剖面上的弯矩和扭矩大小,得到M、T、Q。同时测得测载剖面上的弯、扭矩和剪力应变电桥的响应ε。电桥响应和弯、扭矩及剪力关系如公式(1)所示,式中β矩阵为载荷方程回归系数,j为测载剖面上应变电桥数量。
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