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浅谈飞机扰流板灵活性试验验证方法

来源:工程与试验 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-05-12

【作者】:admin
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【摘要】:扰流板主要功能为辅助操纵系统提供起飞、着陆的增升动力和增加在地面或飞行中的气动阻力,改善飞机的操纵性能。为保证扰流板能够正常工作,需对扰流板的灵活性 [1] 进行验证。

扰流板主要功能为辅助操纵系统提供起飞、着陆的增升动力和增加在地面或飞行中的气动阻力,改善飞机的操纵性能。为保证扰流板能够正常工作,需对扰流板的灵活性[1]进行验证。

飞机在起飞、滑跑、空中执行科目及着陆过程中,机翼、扰流板均承受气动载荷、惯性载荷,受载后机翼、扰流板结构发生变形。飞机在飞行过程中需操纵扰流板进行偏转,机翼在气动载荷作用下发生变形[2],扰流板结构跟随机翼也发生变形。同时,扰流板在气动载荷作用下也发生变形,这两种变形对扰流板操纵的影响无法评估,也没有相关的飞行数据和使用经验,需对扰流板空中飞行时操纵品质进行研究。

传统的方法是先通过铁鸟试验台,对操纵系统的可靠性进行验证,但是未考虑机翼变形对舵面的影响;其次,通过科研试飞来验证舵面结构设计是否满足飞机指标要求。但是周期长,成本高,且一旦出现问题,需要对舵面结构重新设计,严重影响科研工作的进度,还会产生很大的损失。因此,迫切需要一种简便、实用的地面验证结合的方法,来验证结构变形对调整片操纵的影响,故需进行扰流板操纵灵活性设计与验证[3]。目前,国内开始研究舵面灵活性的设计及验证工作,对试验方法、试验合格判据等方面逐步摸索。

本文以扰流板为例,研究了扰流板灵活性试验,给出了试验方法,合格判据并对试验数据进行分析。

1??试验设计方法

1.1??试验件及支持方式

扰流板操纵灵活性验证试验采用前、后端盖悬空支持方式,共设置6个约束点:垂向3个(前端盖1个,后端盖2个),可提供垂向、俯仰和滚转约束;航向2个(后端盖左右各1个),提供航向、偏航约束;侧向1个(后端盖),以提供侧向约束。在此支持状态下,飞机呈静定约束。

1.2??试验载荷及载荷施加方法

机翼、扰流板施加规定的载荷,操纵扰流板偏转,应能达到规定的偏转角度,偏转过程中不应有明显的卡滞现象,扰流板偏角—时间曲线应光滑、连续。

在活动结束后,我们利用问卷星调研了读者对活动的满意度 [2]。问卷共设置6个题目:通过矩阵题调查读者对活动组织形式、工作人员及持续时间等的满意度,通过多选题调查读者通过活动有哪些收获,通过单项选择题调查读者是否会再次参与活动及宣传推广活动,最后通过两个填空题调研本次活动有哪些不足及读者希望有哪些好的活动形式,为以后活动做铺垫。问卷题目设置比较简单,大致需要两分钟可以完成,共收回57份。

试验机机身、机翼及扰流板载荷采用胶布带杠杆系统进行加载。垂向向下加载点采用承力地坪承载,机翼垂直向上载荷由龙门架进行承载,同时承载框架解决试验机工作平台、检查平台、试验设备和油路、线槽系统安装等问题。

扰流板操纵控制盒连接电源,作动器充电供压,扰流板处于指定位置。机身、机翼载荷以5%为步长,逐步加载至使用载荷的100%,扰流板载荷人工逐级加载至100%,保载,同步采集应变、位移情况。

试验加载设备主要为液压作动筒和测力传感器、倾角传感器,试验加载控制误差不大于1%。

试验前扰流板操纵控制盒连接电源,作动器充电供压。试验时,施加机身、机翼及扰流板载荷;通过作动器操纵扰流板,同步采集扰流板偏转角度数据。

“钱财身外之物,你们留给黄梁村。那些黑驴是他们由山东蓬莱买来的良种,仙!春夏吃山上的红豆草紫苜蓿,秋冬吃小麦秆高粱秸,髓丰肉香,筋强体壮,一头也值几百两银子,你们不见得就吃了多少亏。一人一头,牵着走吧!世上本无万花谷,无须雪夜问津渡。桃花源中千般好,无缘何必来相促。黑驴吃了好几天的草料,都是饱的。你们出山之后向南走,过了淮河,就是江南,你们怕长安有事,江南总还是平安的,江南不行,就往六诏去吧,只是现在六诏也未见得安宁。”老板娘一边说,一边由柱上取下铜钥,推门向后院走去。

1.3??试验测量

扰流板灵活性验证试验在扰流板结构安装应变片,采用BE系列应变片。通过应变测量,了解和监控在试验加载过程中扰流板安装结构的应力水平,验证理论计算的准确性为后续理论设计提供依据。此外,安装了电流型拉绳式位移传感器、偏角传感器,实时了解扰流板安装结构的变形、扰流板偏转角度变化情况,为分析扰流板操纵灵活性提供依据。

试验中应变和位移采用ST18采集系统自动、同步采集;角度数据采集使用协调加载控制系统,采样频率不低于20Hz;加载控制系统能对角度进行实时自动、同步采集,数据采集系统的测量误差不大于1%。

在试验过程中,对应变、位移按照试验加载程序同步进行了测量,保证载荷与应变、位移试验数据的一致性。

扰流板操纵灵活性验证试验按照单点调试、扰流板空载操纵灵活性检查、预试、80%使用载荷试验、100%使用载荷试验的步骤进行。

1.4??试验顺序

渔人说:“我是卿县人,卿县遭梨友屠杀是在夏天。卿县河多,湖多,我在芦苇中躲了五天。这五天,真不是人过的。胡人杀了人,把尸体朝河里一扔就了事了。胡人还逼渔翁替他们驾船,在河里射杀逃跑之人。河水渐渐红了,粘稠了,我受不了那血腥气,把能呕的东西都呕出来了,最后什么也呕不出来,就干呕。五天过去,岸上不再有胡人,我从芦苇丛中游出来,拨开一具具尸体,爬上一条船,一看,满河都是浮尸,连下篙的地方都没有……”

试验各加载点安装完成后进行单点调试,确保各加载点安装正确,系统线路正确,加载点跟随性、稳定性符合要求;检查试验机在空载状态试验过程,确保加载无异常,扰流板在偏转过程中无卡滞现象;预试主要检查试验各系统运行情况。当各系统运行正常,加载控制系统参数合理,保护措施稳妥,加载卸载正常,进行80%使用载荷试验、100%使用载荷试验。

1.5??合格判据

扰流板操纵灵活性验证试验载荷包括机翼、扰流板载荷及机身载荷。机身载荷主要用来配平机翼和扰流板载荷。试验载荷按力的等效原则进行简化合并,转化为可实施载荷形式。试验载荷需要扣除飞机结构重量、加载设备重量。

试验中,机身、机翼及扰流板载荷施加到目标值,通过作动器操纵扰流板,同步采集扰流板偏转角度数据。

2??试验过程

2.1??扰流板空载操纵灵活性检查

扰流板操纵控制盒连接电源,作动器充电供压,扰流板处于0°。试验前进行扰流板空载状态操纵灵活性检查,操纵1~4号扰流板作动器控制盒,使扰流板依次偏转至55°,然后按55°偏转至0°,共3次,观察记录有无卡滞等异常情况出现,同步采集偏转角度情况。

2.2??使用载荷 80% 情况试验

扰流板操纵控制盒连接电源,作动器充电供压,扰流板处于指定位置。例如扰流板初始位置为扰流板偏角40°,机身、机翼载荷以5%为步长,逐步加载至使用载荷的80%,扰流板载荷人工逐级加载至80%,保载,同步采集应变、位移情况。

操纵1号扰流板控制盒使扰流板依次偏转,观察记录有无卡滞等异常情况,同步采集偏转角度情况。

1号扰流板单独试验完成后,依次对2号、3号、4号扰流板进行相同步骤试验。试验完成后卸载,对试验件、试验设备进行检查。

1.11 疟原虫感染对按蚊吸血影响 分别将1只正常KM小鼠和1只感染疟原虫的KM小鼠间隔24 h连续供饥饿按蚊血餐;用薄膜吸血的方式分别讨论疟原虫、贫血和体温等因素对按蚊吸血的影响。①疟原虫因素:将正常小鼠血液稀释至红细胞密度为1.58×106/mL,并以此为对照组;取感染疟原虫后第8天的小鼠血液,PBS清洗2遍后,以PBS补至原体积,以此为实验组。②贫血因素:将正常血液按100%、75%、50%、25%、12.5%的梯度稀释。③体温因素:将正常小鼠血液在32~37℃温度梯度条件下供按蚊体外吸血。饥饿按蚊薄膜吸血25 min后,分别统计吸血率;并以吸血率和各实验因素为参数绘制按蚊吸血曲线。

2.3??使用载荷 100% 情况试验

改革开放以来,国家教育部门针对学生的运动技能评价标准及要求多次发布重要文件,力求在政策上引领教师认真教学,学生努力学习。[1]从2007年到2016年,国家连续发布了四个政策性文件,文件中明确提到了让学生掌握一至两项运动技能,这说明了青少年技能掌握与其健康成长效益之间关系密切,同时也表明“技能掌握”目标的艰难。体育界知名学者毛振明教授曾撰文指出:学生熟练掌握一项以上体育运动技能已经是“百年困境”[2]。

学生经过交流发现:破坏生态系统中任意一类角色(生产者、初级消费者、次级消费者)都会影响生态系统中物质和能量的流动,从而导致失去生态平衡。值得反思的是,大多数的破坏罪魁祸首都是人类,从而从情感上认同人与自然和谐发展的意义,增强社会责任感,形成保护环境的意识。

操纵1号扰流板控制盒使扰流板依次偏转,观察记录有无卡滞等异常情况,同步采集偏转角度情况。以上步骤重复3遍,1号扰流板单独试验完成后,依次对2号、3号、4号扰流板进行相同步骤试验。试验完成后卸载,对试验件、试验设备进行检查。

3??扰流板灵活性验证结果分析

扰流板操纵灵活性验证试验各情况在扰流板偏转过程中,同步进行了扰流板偏转角度测量。绘制扰流板使用载荷试验扰流板偏转角度—时间曲线。根据扰流板偏转过程中,扰流板转动机构有无卡滞现象确定试验结果。某情况下扰流板偏转角度—时间曲线如图1~图3所示。

图1 空载操纵灵活性检查试验扰流板偏转角度—时间曲线

图2 80%使用载荷试验扰流板偏转角度—时间曲线

图3 100%使用载荷试验扰流板偏转角度—时间曲线

在试验过程中,对应变、位移按照试验加载程序同步进行了测量,保证了载荷与应变、位移试验数据的一致性,数据采集同时进行了实时显示和分析。试验加载到最终载荷时,试验位移—载荷曲线、应变—载荷曲线线性好,整个试验测量结果真实、可信。

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若操纵扰流板偏转,应能达到规定的偏转角度,且偏转过程中无明显的卡滞现象,偏转角度—时间曲线光滑、连续,且试验结束后结构未发现可见有害永久变形,则扰流板灵活性复合要求。

4??结论

通过扰流板试验数据结果分析可知,试验试验方法合理性、试验过程准确,扰流板偏转角度—时间曲线光滑、连续,扰流板灵活性满足设计要求。同时,扰流板灵活性试验方法、过程及判据为后续的舵面设计及舵面灵活性试验设计提供了依据。

参考文献

[1] 军用飞机结构强度规范 第9部分:地面试验:GJB67.9A-2008[S].

[2] 《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册(第9册)[M].北京:航空工业出版社,2001.

[3] 强宝平.飞机结构强度地面试验[M].北京:航空工业出版社,2014.?

Discussion on Aircraft Spoiler Flexibility Test Verification Method

Chen Haolong,Du Juan,Han Xueli
AVIC HanZhong aircraft branchHanzhong Shaanxi 723000China

[Abstract]?The flexibility of the rudder surface not only needs to consider the deformation of the rudder surface itself,but also needs to consider the deformation caused by the deformation of the installed structure.Taking the spoiler as an example,this paper studies the experimental design method of the structural flexibility of spoiler,introduces the experimental method of the structural flexibility of spoiler,the test verification process and the qualification criteria of the test results,and then verifies the rationality of the structural design,the feasibility of the test design process,and provides the basis for the subsequent design.

[Keywords] spoiler; flexibility;test;qualification

[中图分类号]V323.1

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-3407.2019.04.005

[ 收稿日期 ]??2019-11-15

[作者简介]??陈昊龙(1985-),男,甘肃金昌人,本科,工程师,研究方向为强度设计与试验验证技术。

文章来源:《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/qikandaodu/2020/0512/331.html

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