某型通航飞机液压系统故障诊断仿真研究

飞机液压系统发生故障会直接影响飞机运行安全,为准确分析通航飞机液压系统常见故障,根据某型通航飞机液压系统工作原理及相关参数,采用AMESim软件对该机型液压系统工作过程进行仿真。该型通航飞机液压系统常见故障为系统气塞和系统泄漏,因此通过AMESim软件对系统气塞、系统泄漏、气塞+泄漏三种故障状态下飞机起落架收放作动筒活塞杆位移量的变化时间进行仿真计算。仿真结果表明当空气含量达到30%时或者当节流孔直径达到1.5mm时飞机起落架收放作动筒活塞杆收放时间超标。这一结果为该机型液压系统机务维修提供技术支持。     

飞行轨迹稳定性

本文介绍了飞行轨迹稳定性一般概念。轨迹稳定性可以通过特性参数1/T_(h1)来判别,也可用参数 dθ/dv 作为轨迹稳定性判别准则。文中通过算例阐明轨迹稳定性的两种(解析法和直接推力法)检查方法。     

民用飞机空气起动系统性能评估方法

根据民用飞机起动系统设计特点,分别给出了起动轴功率检查和起动机进口参数检查2种起动性能评估方法,并对2种方法进行了对比,起动轴功率检查方法可以直接反映起动机轴功率的设计状态;而起动机进口参数检查方法可以直接反映出起动关键参数(流量、总温和总压)的设计状态。最后,以某型辅助动力装置供气的起动性能计算为例验证了基于起动机进口参数的计算方法。     

飞机舵面液压伺服作动系统性能分析

建立了考虑结构刚度以及舵面绕转轴转动惯量的液压伺服作动系统数学模型,以某型机为例在MATLAB环境下进行了仿真,研究了飞机舵面液压伺服作动系统性能及结构刚度、舵面绕转轴转动惯量等结构参数对作动系统性能的影响。结果表明:飞机液压伺服作动系统的液压固有频率与飞机舵面的固有频率共同构成了整个系统的谐振频率,若两者频率设计不合理将严重影响系统稳定性。     

28MPa压力级别O型密封圈主要设计参数分析

飞机液压系统依靠被密封的工作介质来传递力和速度,因此,系统密封性的好坏直接影响系统的效率和工作性能,严重时将导致系统不能工作。O型密封圈由于具有优越的密封性能、密封结构简单和拆装方便等优点,被广泛应用于液压系统密封装置中。O型密封圈的参数设计对密封装置的有效密封起到关键性作用。现行有效的HB/Z4-1995适用于21 MPa压力体制液压系统密封结构及密封件设计,以1S243和1S384为基础,对28 MPa压力体制液压系统密封结构及密封件的压缩率、拉伸率等主要参数进行计算,并给出推荐参数选择范围,可以给28 MPa压力体制液压系统密封结构及密封件设计提供依据。     

基于ODE参数辨识的液压伺服系统灰箱建模

 针对液压伺服系统常规"白箱"建模由于参数无法精确获得导致所得模型精度不高及"黑箱"建模所得模型内部结构未知的问题,本文提出基于ODE参数辨识的液压伺服系统"灰箱"建模。首先,建立了工程上实用的系统状态空间模型, 根据系统特征确定了待辨识参数,将模型辨识问题转化为常微分方程(ODE)参数辨识问题;然后,采用正弦扫频信号作为激励信号和基于带边界约束的信赖域优化算法的初值问题方法进行参数辨识;为了和ODE参数辨识结果进行对比,本文同时采用系统的频率响应数据和最小二乘法辨识得到系统的"黑箱"传递函数模型;最后,通过大量实验验证了辨识模型的精确度。实验结果表明,本文提出的基于信赖域算法的液压伺服系统模型辨识方法可以有效处理参数的边界问题,使辨识模型既具有实际的物理意义,又与实际系统高度符合。     

斯贝512-5W发动机燃油调节器及故障的初步分析

斯贝512-5W发动机上装用的CASC119型和CASC194型燃油调节器,基本上属于液压机械式,但与老式的液压机械式不同。老式的多属油汽比型,只根据压气机的输出压力一个参数来调节供油量。由于飞机的飞行速度和高度不断增大,飞行范围不断加宽,只感受压气机输出压力一个参数来进行燃油调节已不能满足要求,必须同时考虑发动机的转速、进气温度和进气压力三种可能的影响因素,才能保证发动机既不产生喘振,又能充分利用剩余油量以改善其加速性能。按无因次燃油流量特性曲线进行供油,可以解决上述三个因素同时变化时对供油量影响的问题,而由于在任何大气状态下供油曲线都是单一的这一特点,还可使燃油调节器的构造进一步简化。CASC119型和CASC194型燃油调节器就是按这个原则而设计的。CASC调节系统较之老式液压机械式调节器已有较大改进,但目前仍在不断发展。     

基于AMESim的某型客机舵面液压系统仿真分析

当某型客机飞控舵面作为液压能源系统的用户时,应用AMESim仿真软件,在相应的载荷作用下,对液压系统所需压力、流量以及相关液压附件参数的设置进行分析,并对舵面的仿真运动结果进行动画演示。     

发动机压缩系统稳定工作边界的预测方法

本文介绍一种模拟发动机(涡喷、涡扇)压缩系统气动稳定性的数值模型和数值方法,并给出3 个算例及其分析。它可用以预计部件台或双轴涡喷、涡扇发动机环境中风扇和高压压气机的稳定工作边界。发动机的主调节规律可以是nf=常数或nh=常数。初步结果表明,描述气动稳定性的数学模型和稳定性判别方法是可行的。级特性(级性能模型)对稳定性预算结果有重要影响。      

AMESim仿真分析方法在燃油调节器排故中的应用

为了快速准确地进行产品故障定位,应用AMESim仿真分析方法进行燃油调节器排故。通过AMESim对燃油调节器进行液压系统建模仿真,根据产品及零组件的生产、装配、调整中的实测参数对模型进行优化和调试,使之具备真实反映产品工作状态的能力。结果表明:在对产品排故时,通过更改模型参数、模拟故障模式、对比故障现象来进行故障定位,可排除大部分疑似的故障原因,大幅度减少试验串装验证的工作量,节省大量人力物力,缩短排故时间。     

某型商用飞机前起落架应急放仿真分析

起落架收放功能的可靠性对飞行安全至关重要。首先根据某型商用飞机前起落架系统原理,建立机械、液压领域的Modelica模型。其次,根据系统中组件的独立试验数据对组件模型进行参数标定。再次,利用系统工况试验数据对所标定的模型进行验证。最后,得出关于关键组件参数标定和系统验证结论如下:(1)关键组件应急放作动筒仿真曲线与实验数据基本吻合;(2)系统工况仿真能够准确再现起落架各种实验中观测到的现象,仿真曲线与实验数据吻合度较高;(3)验证了本文构建的系统模型的有效性,为下一步进行阻尼分析,准确查找前起落架故障提供了前提条件。     

基于可观测性分析的旋转式惯导系统在线自标定方法的设计

本文建立了速度误差外观测量的静基座双轴旋转式惯导系统在线标定卡尔曼滤波模型,其状态向量包括地速误差、姿态失准角和惯性器件零偏、标度因数误差、安装误差,可估计旋转式惯导系统失准角与惯性器件误差参数。通过分段线性定常系统(PWCS)可观测性分析方法分析不同旋转方式下系统可观测性变化情况,得出双轴连续旋转的角运动方案可以改善卡尔曼滤波滤波的可观测性。根据基于奇异值分解的可观测度分析结果进行模型降阶,同时结合旋转式惯导系统的工程应用特性,得到12阶卡尔曼滤波参数模型。降阶系统阶数降低约55%,可以显著降低运算量,有效提高了导航计算机运算效率和实时性。仿真实验表明：降阶模型的估计精度不低于原模型,而且部分状态量的滤波收敛速度有提高。     

某机载设备常闭式液压制动器的结构改进

按照某机载设备对液压制动器使用条件的特殊要求,对常用的常闭式液压制动器进行了结构改进。降低了液压制动器的工作噪音,在其结构基础上增加手动刹车和松刹车功能,设计手动操作接口,增加就位指示功能和接油装置,根据工作扭矩范围,计算得出弹簧的具体参数,使改进的液压制动器满足了在某机载条件下的使用要求。通过试验验证和工程应用,证明改进的液压制动器可以在某机载等特定环境下使用。     

基于奇异值分解的组合导航可观测度计算

以捷联惯组为主惯导的组合导航系统具有短时定位精度高、可靠性强等优点,但其依然存在长时间导航精度不高、运算量大、组合效率不高等问题。为更好地完善组合导航系统的误差补偿和抑制技术,对SINS/DVL组合导航系统的可观测性能进行了研究。在分段定常系统(Piece-wise Constant System,PWCS)的可观测性分析方法及基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法基础上,结合可观测性矩阵的遗传特性,提出了一种简化的状态量可观测性分析方法,并对该方法进行了理论仿真。为方便比较状态量的可观测程度,对各状态的可观测度进行了归一化处理。最后,通过湖面跑船实验设计了不同的航迹机动方式,计算了关键导航参数的可观测性能。实验证明,该方法可以实时计算组合导航参数的可观测度,根据可观测度设计的航迹可以有效提高导航精度,定位精度可提高1个量级,收敛速度也获得了明显提高。     

直-9直升机主液压助力器稳定性分析

液压助力器的稳定性是保证其正常工作的必要条件,直接关系到直升机的飞行安全。本文根据直-9直升机主液压助力器的结构及工作特点,应用自动控制原理及系统稳定判据,对影响助力器稳定性的诸因素进行分析探讨,以指导助力器的使用与维修。     

预防Ⅱ型PIO的作动器设计

重点分析由作动器非线性因素(速率限制)引起的Ⅱ型PIO问题。将非线性因素线性化,采用赫尔维茨稳定性方法分析线性时不变系统的稳定性,采用二次型稳定性方法分析参数时变系统的稳定性。运用ROBAN算法确定稳定域,进而得到条件分析模型,分析了三种条件下的PIO趋势,给出合适的作动器设计方法。仿真研究表明,采用该方法设计的作动器使得某型飞机飞控系统具有良好的鲁棒性,可以有效避免Ⅱ型PIO的产生。     

基于比例阀控制的液压附件部件综合试验台的设计

针对某飞机液压系统对液压附件、部件的测试要求,设计了多支路液压系统综合试验台,实现了对飞机液压系统中作动器的动作时间、次数和速度等参数测试,对液压缸、阀、集成块等附件在不同压力、流量和温度等条件下的性能测试。该设计主要采用比例阀控制压力和流量,多级过滤器进行油源净化,PLC和继电器实现测控、电位计进行压力和流量调节,数显表直接显示压力、流量和温度、时间等参数。通过实际测试验证,试验台工作稳定、安全可靠、调整方便、显示直观、振动噪音小、不泄露,满足了某型号飞机液压附件部件测试的要求。     

空气涡轮起动机调压装置AMESim建模与仿真

根据空气涡轮起动机ATS(air turbine starter)系统中调压装置(该装置为一个多气动部件组成的压力闭环控制系统)的结构特点及工作原理,通过理论分析建立了其数学模型,采用模块化方法设计了调压装置的AMESim仿真模型.以某型ATS为应用对象,分别在斜坡输入、随机方波输入、阶跃输入及正弦输入下进行系统输出压力仿真.结果显示在不同输入下的压力输出基本恒定,典型工作状态仿真数据与试验数据比较,误差小于3%,表明建模方法是正确的,所建模型可满足工程要求.      

基于NN-ELM的航空发动机燃油系统执行机构故障诊断

提出了一种航空发动机执行机构及其传感器单一故障诊断及定位方法.首先通过执行机构模型判断是否发生故障,然后运用发动机逆模型对故障进行定位.基于离线训练BP(back propagation)神经网络建立执行机构模型,根据某半物理仿真试验台的测试数据训练网络参数.提出离线训练和在线训练相结合的极端学习机(ELM)算法建立发动机逆模型,使网络在初始时刻就具有诊断能力,工作过程中具有适应能力,且在线训练过程采用阈值判别法筛选训练样本,减小了在线训练时间,提高了逆模型的实时性.以某型发动机燃油系统执行机构为例的设计和仿真结果表明:该诊断系统能够准确地对发动机在稳态和动态工况以及蜕化状态下的执行机构及其传感器单一故障进行准确诊断和定位,具有很好的实时性.      

侧风对某发动机工作参数稳定性影响

为了探明侧风风向对发动机工作稳定性的影响程度,利用在不同侧风风向条件下,某型大涵道比涡扇航空发动机在最大工作状态下工作的试验结果,分别采用了参数方差对比法和发动机低压压气机出口(25截面)流动特性表征法,研究了影响发动机工作稳定性的最严酷侧风风向。对比结果表明:从后背机身方向吹的侧风对发动机工作稳定性影响程度最大。发动机侧风试验应当把该方向的侧风作为重点试验考核风向,为今后其他型号航空发动机设计定型试验提供技术支持。