[发明专利]一种基于实测结构载荷的旋翼气动载荷分析方法

摘要

一种基于实测结构载荷的旋翼气动载荷分析方法属于飞行试验技术领域，本发明根据直升机旋翼工作的特点，确定了直升机旋翼关键结构载荷的测量，对其进行电阻应变计加装及地面载荷校准试验，对旋翼旋转的关键信号进行测试加装，通过不同状态的飞行试验，在时域和频域内统计分析实测的旋翼结构载荷，忽略了直升机理论模型仿真过程中的诸多假设，同时也不同于风动试验、旋翼塔试验过程中的气动环境模拟条件，能更加真实的反映直升机旋翼气动情况，得到更加可靠的直升机旋翼气动分析规律。

主权项

1.一种基于实测结构载荷的旋翼气动载荷分析方法，该方法应用在直升机旋翼系统上，其特征在于，所述方法采取以下步骤：步骤1:确定直升机旋翼关键结构载荷测试参数，包括主旋翼上测试的参数和尾桨上测试的参数：主旋翼上测试的参数包括：主桨叶上沿其径向的不同位置处的挥舞弯矩、摆振弯矩，主桨变距拉杆轴向力，旋翼轴拉力、扭矩测试参数；尾桨上测试的参数包括：尾桨叶上沿其径向的不同位置处的挥舞弯矩、摆振弯矩，尾桨变距拉杆轴向力，旋翼轴拉力、扭矩测试参数；其中主桨叶上的沿其径向的不同位置选择主桨叶的桨根处，主桨叶翼型部分升力提供区和主桨叶桨尖部分三个区域；其中尾桨叶上的沿其径向的不同位置选择尾桨叶的桨根处，尾桨叶翼型部分升力提供区和尾桨叶桨尖部分三个区域；步骤2:进行应变计加装及部件地面载荷校准试验；在主桨叶、尾桨叶、主桨变距拉杆，尾桨变距拉杆、旋翼轴上分别加装应变计，在地面载荷校准试验台上，分别完成主桨叶、尾桨叶、主桨变距拉杆，尾桨变距拉杆、旋翼轴的地面载荷校准试验工作，采用多元回归拟合的方法，建立步骤1中确定的直升机旋翼关键结构载荷测试参数的载荷方程；步骤3:在旋翼系统上加装测试旋翼运动的关键信号的传感器；旋翼运动的关键信号参数包括：主旋翼转速，尾桨转速，主桨叶旋转方位角、桨距角、挥舞角、摆振角，尾桨叶旋转方位角、桨距角、挥舞角、摆振角；步骤4:通过直升机的飞行试验，测试步骤1、3中的各参数的数值：直升机需完成悬停、侧后飞、悬停回转、垂直爬升、斜爬升、爬升转弯、平飞、侧滑、盘旋、俯冲拉起、不可逾越速度飞行、下降转弯、下滑科目的试飞，在直升机试飞过程中，要求直升机保持高度、速度、姿态角参数稳定，使直升机旋翼运动处于相对稳态的流场环境中，实测得到步骤1、3中的各参数的数值；步骤5:对步骤4中获得的参数数值在时域和频域内进行统计分析；时域内分析方法：在直升机主旋翼上，以主旋翼旋转方位角信号为横坐标，以步骤1中确定的主旋翼上的测试参数为纵坐标，统计直升机处于不同飞行状态下，主旋翼上的测试参数随主旋翼旋转方位角的变化规律；在直升机尾桨叶上，以尾桨旋转方位角信号为横坐标，以步骤1中确定的尾桨上的测试参数为纵坐标，统计直升机处于不同飞行状态下，尾桨上的测试参数随尾桨旋转方位角的变化规律；频域内分析方法：利用工程傅里叶变换方法，将步骤4中得到的主旋翼上的测试参数、尾桨上的测试参数，转换到频域内，统计主旋翼上的测试参数在主旋翼转速整数倍对应的频率值下的幅值，统计尾桨上的测试参数在尾桨转速整数倍对应的频率下的幅值，分析不同直升机飞行状态下的幅值变化规律。