航空小常识

飞机上的气动载荷 可以这么测

时光 :2018年12月03日 10:53   来源 :大年夜 大年夜 飞机报
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  飞机在滑行、起飞 、巡航、降低 一全部 飞翔 周期中,受大年夜 大年夜 气压影响,机体外面 会遭受 多种力。若何 知道气流对飞机在全部 飞翔 过程 中产生 的影响?商用飞机的测试工程师们有一整套严谨的测量办法 ,并且 ,他们还在赓续 完美 、更新。前段时光 ,ARJ21-700飞机103架机在福建三明完成了一项试飞义务 ,在国产商用飞机上初次 应用 了基于压力带的新型飞翔 载荷测量办法 。测试工程师们是怎么做这项测试的?新的办法 有哪些长处 ?本期《大年夜 大年夜 飞机报》经由过程 下面六个问题,说一说压力带法测试与改装的那些事儿。

 

  什么是飞翔 载荷

  载荷指的是使构造 或构件产生 内力和变形的外力及其它成分 ,即浸染 在物体上的主动 力。例如,重力、电磁力、气体或液体浸染 在物体上的力、物体间的互相 浸染 力等。

  对于一架飞机,从滑行、起飞 、爬升、巡航,直至降低 、着陆,无时不在遭受 着载荷,这就是所谓的飞翔 载荷。飞翔 载荷的大年夜 大年夜 小及分布 重要 由大年夜 大年夜 气情况 和飞机自身特点 决定 。

 

  飞翔 载荷测量的意义是什么

  飞机作为运载对象 请求 反复 应用 ,这请求 飞机构造 需具有足够的强度,担保 飞机在可能经历 各样的突风、灵活 、着陆、滑行等载荷过程 下具备构造 安然 。飞翔 载荷的精确 测量是新机研制的关键 技能 。一方面,假如 实际 载荷大年夜 大年夜 于设计值,飞机的安然 性无法获得 担保 ;另一方面,假如 实际 载荷远小于设计值,构造 安然 余量过大年夜 大年夜 将影响飞机的机能 、载重及经济性。

 

  若何 测量飞翔 载荷

  飞翔 载荷测量重要 包含 机翼、机身及尾翼等重要 构造 部件的载荷测量,重要 测量办法 包含 应变法、测压带法和压力带法,个中 应变法和测压带法属于传统测量办法 。

  应变法是指在被测构造 外面 粘贴应变片,经由过程 测量飞机构造 在载荷浸染 下产生 的应变,经由过程 建立 的载荷方程,反推出所受载荷的大年夜 大年夜 小。

  测压带轨则 是指在测压部件上粘贴测压带(气管),每根气管对应一个测压点,在管外侧壁近似垂直局部翼面偏向 打孔,感触 感染 气流外面 静压,压力管一端密封,另一端连接 至压力传感器进行绝对压力测量,而后 转换为飞翔 载荷。

  压力带法属于新型飞翔 载荷测量办法 ,前期在国内暂未有所应用 。其基来源 根本 理是指在测压部件上粘贴压力片用于感触 感染 绝对气压,而后 经由过程 串联办法 接入专项数采设备 进行数据采集记录 ,测得数据转换为飞翔 载荷。

  本次ARJ21-700飞机103架机压力带课题搭载试飞的目的也正在于此,为基于压力带的新型载荷测量技能 验证及分析 供给 了数据和支撑 。

 

  压力带法的优势有哪些

  压力带的初代产品 是美国波音公司在DARPA支撑 下与Endevco公司、佐治亚理工学院结合 研制的一种应用 柔性衬底和MEMS微型压力传感器构成 的阵列式翼面压力测量体系 ,并开展了机翼模型 的风洞实验 及飞翔 实验 。该办法 在波音787飞翔 载荷的试飞中得以成功 应用 ,克服 了应用 应变法测量复合股 料 飞翔 载荷的难题。国内此前暂未有应用 。

  比较 于传统办法 ,压力带法的每一个压力片具有自力 性,集成度高。不合 于应变片的测量办法 ,经由过程 在飞机机身铺设压力带并将其串联起来,所收集到的旗子 暗记 是集成数字旗子 暗记 ,其测量精度更高。同时,对于测试改装工作来说,压力带法的改装加倍 简便 、周期短,并且 对飞机构造 伤害 小、对气动干扰较小,还有可反复 应用 及经济性较好等优势。

 

  测试改装需推敲 哪些成分

  压力带的测试改装固然 加倍 简便 ,但仍然有须要 特别 留心 的成分 。比如 ,起首 要推敲 的是压力带厚度对飞机气动特点 的影响。因为压力带是铺设在机身上的,其厚度影响着飞翔 安然 性和数据有效 性。为此,测试工程师们结合 飞机构造 、测试需求及设备 指标特点 ,协同设计人员进行CFD计算 ,确保了飞翔 安然 及测得数据的有效 性。

  其余 一个要推敲 的是外部设备 安装办法 及线缆敷设,这影响着飞机安然 或是舵面效力 。测试工程师们在实验 开端 前,开展了多方调研,综合了材料 选用和理论计算 成果 后,在地面实验 室开展多次剥离实验 ,充分 验证了改装办法 的靠得住 性,形成了一套专项改装办法 。

 

  实验 的后果 若何

  “基于压力分布 测量的载荷试飞技能 研究 及可行性验证”是试飞中心 的立异 课题,该课题历时3年,经历 了需求设计、体系 设计、体系 预备 、理论分析 及飞翔 验证环节。

  在全部 课题研究 过程 中,从初期的需求设计,协同设计结合 飞机飞翔 载荷测试特点 及压力带体系 特点 ,开展试飞工程文件设计,并提出基于压力带的飞翔 验证需求;到测试体系 设计环节,根据 测试需求,进行新型载荷测量办法 设计;再到体系 预备 环节,针对基于压力带的新型载荷测量办法 开展了体系 改装办法 设计、安然 性评估及改装规范编制等工作,设备 到位后开展了体系 集成、地面联试等工作;再到理论分析 环节,协同设计专业进行表贴压力带对飞机翼面气动流场的影响分析 ,并出具气动分析 评估申报 ;最后到此次的飞翔 实验 环节,完成了基于压力带的新型载荷测量办法 搭载试飞工作,测得数据初步验证有效 。

  此次在ARJ21-700飞机103架机上搭载试飞成功 ,初步验证了压力带新型飞翔 载荷测量法的可行性,为后续该办法 在其他型号中的应用 奠定 了坚实的根本 。陈栋摄

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