直升机疲劳评定技术的应用与发展

分析了直升机承受高周疲劳载荷的特点及其关键动部件的高周疲劳特性,阐述了直升机使用飞行谱、疲劳载荷谱的编谱思想及疲劳寿命的评定方法。     

在航空载荷谱作用下2024铝合金的疲劳行为

研究了在航空载荷谱TWIST作用下2024铝合金的疲劳特性。对航空载荷谱进行简化处理,对比分析了理论推导、MATLAB程序模拟和疲劳试验给出的飞机疲劳寿命预测值,并微观观察疲劳失效断口特征,分析了失效机理。结果表明：理论推导、程序模拟和疲劳试验得到的疲劳寿命预测值分别为163800,158280和134249次飞行循环;程序模拟得到飞机巡航过程中实际阵风载荷和忽略极小波动载荷的疲劳寿命预测值分别为92314和92321次飞行循环;观察疲劳断口可以发现裂纹萌生形核起源于试验件近表面,疲劳裂纹的扩展以沿晶和穿晶两种方式进行,有明显的疲劳条带,在瞬时断裂区呈现韧窝形貌。     

飞机载荷谱编制的新方法研究

通过对国内外飞机平均载荷谱编制方法的研究,首先指出现有编谱方法存在的问题,最后给出一种以代表每种实测科目的中值寿命（或损伤）的起落进行编谱的新方法。按这种新方法编谱,可以保持实际飞行科目各动作间的真实先后顺序和各动作的真实载荷状态（载荷大小和作用位置,下同）,可以真实地反映出载荷作用顺序和真实载荷状态对寿命的影响,因此可以提高定寿的可靠性。本方法还可以大大简化编谱中的计数和计算,从而可以减少编谱的工作量,提高工作效率。     

单机寿命监控当量损伤计算模型研究

本文研究了各种等损伤计算方法,推导了指数形式的等损伤计算公式对应的过载转换公式,并验证了与其他等损伤计算公式的关系。以典型飞机疲劳试验载荷谱为基础,结合各种等损伤计算公式,通过数值计算确定了基于重心过载和单机寿命监控的当量损伤计算公式及损伤指数。在此基础上,分析确定了单机寿命监控的采样率和滤波门槛值,为实施单机寿命监控提供技术支持。     

考虑蠕变和应力松弛的发动机高温构件寿命分析方法

建立了考虑蠕变和应力松弛的航空发动机涡轮叶片等高温构件的持久寿命和低循环疲劳寿命预测方法。用该方法对某型发动机低压涡轮工作叶片在实际飞行载荷谱作用下的持久寿命和低循环疲劳寿命进行了分析。研究结果表明,所建立的寿命预测方法是合理可行的。      

战斗机单机寿命监控中起飞重量的影响

飞机不同的装挂重量使飞机每次起飞时实际载荷变化。主要通过飞行参数记录仪(FPR)记录的数据研究战斗机起飞外挂重量对飞机结构疲劳寿命的影响。对某型飞机的一次完整飞行,按不同起飞外挂情况计算其损伤比值,结果表明分散度达到设计基准的27%。通过调查飞机挂弹架次比例,发现情况变化随意性很强,基本无统计规律可循,因而按每架次实际起飞外挂重量计算疲劳损伤显得尤为必要。对3架飞机近3 000架次记录数据的分析表明,按实际起飞重量计算的结构疲劳损伤比按设计情况要轻约20%。这一研究结果为基于实际载荷监控进行单机延寿挖潜提供了技术支持。     

飞机长寿命设计与评定技术研究

简述了某型教练机长寿命设计与评定技术。在设计各阶段对飞机结构进行抗疲劳耐久性细节设计与研究,严格控制结构设计细节;在寿命评定阶段通过载荷谱飞行实测而编制出真实可靠的载荷谱,进行疲劳/损伤容限分析、全尺寸疲劳/损伤容限试验,验证了某型教练机达到了8000飞行小时的寿命指标。所取得的技术成果,为今后的长寿命飞机研制提供了技术支持。     

结构和载荷谱分散性分离的疲劳寿命可靠性

机群疲劳寿命的分散包含了结构和载荷谱的分散性,为进行安全寿命的精细分析,将结构和载荷谱的分散性进行了分离。假定指定载荷谱下的疲劳寿命和指定结构下载荷谱分散均用对数正态分布描述,按条件概率模型推导得到了将载荷谱和结构分散性综合后的机群结构疲劳寿命的精确分布,其数学期望与指定结构下考虑载荷谱分散的数学期望相同,方差为载荷谱和结构分散的方差和。从而可以采用反映载荷严重使用情况的载荷谱和仅考虑结构分散性的小分散系数确定结构的安全寿命,并讨论了给定的可靠度指标下,严重谱的严重程度要求以及给定的严重谱下的结构寿命可靠度。     

旋翼系统典型故障的诊断与预测方法

在分析直升机旋翼系统典型故障的基础上,提出了旋翼系统典型故障的诊断与预测方法,包括:桨叶疲劳寿命预测方法,桨毂疲劳寿命预测方法,拉杆疲劳寿命预测方法,自动倾斜器轴承故障诊断方法等。同时,介绍了基于飞行状态识别,基于虚拟传感器,基于载荷实测的疲劳寿命预测方法和自动倾斜器轴承故障诊断方法的关键技术,说明了旋翼系统典型故障的可测试性以及实现旋翼系统基于状态维修(CBM)的可行性。     

涡轮转子叶片低循环疲劳/蠕变寿命的预测

根据某型涡喷发动机计算状态叶片流场计算结果，对该发动机高压涡轮转子叶片进行了热分析；并根据某典型飞行科目的三循环载荷谱，对该科目进行了载荷等效转换以及弹塑性应力分析，得到了该科目的低循环疲劳寿命和蠕变寿命；还考虑了平均应力的影响，给出了不同平均应力修正方法下该科目的总损伤。     

计算飞行力学的产生和发展

综述了计算飞行力学的产生背景、问题表述、理论框架和飞行力学的计算系统,以及计算飞行力学在未来飞行器研制和应用研究中的重要意义。     

基于Vega的无人直升机飞行视景监测系统开发

针对某型无人直升机超视距飞行需求,提出基于Vega软件平台开发一套无人直升机视景监测系统,给出了系统的设计方案及构建流程,论述了视景模型建立、Vega场景模型配置以及Vega实时驱动等关键技术的实现,并完成了系统的开发。飞行试验表明系统满足无人直升机超视距飞行监测所需的实时性及真实感要求,有效地提高了地面监测效率。     

关于新一代飞机的设计载荷

设计载荷是确定飞机结构重量和保证安全的重要因素。常规操纵系统飞机的设计载荷都是由现行的强度规范规定的。但是对于采用主动控制技术和复合材料的高机动飞机,现行的规范已不合适。在过去10年中,飞机界的专家对此问题进行了大量研究。本文根据北约公开的材料介绍这些研究工作。本文首先评述了现有规范并指出其不足,然后讨论了安全系数。为确定主动控制的新飞机的设计载荷,介绍了3种方法,即概率法、作战飞行参数法和飞行参数包线法及其在EF2000飞机设计中的应用;还介绍了飞机设计的各种动载荷;最后提出了确定我国新一代飞机设计载荷的建议。     

电子飞行包中飞行程序的矢量化绘制技术研究与实现

飞行程序轨迹的矢量化绘制技术是电子飞行包（EFB）研制中的关键技术之一。针对飞行程序的矢量化绘制需,研究了飞行程序编码、导航数据存储、航段解析转换等技术问题,并采用DELPHl7．0开发工具予以编程实现。最后以西安咸阳机场为例,通过对纸质进离场程序图的编码解析,得到飞行程序航段数据;然后用本文开发的计算软件,实现了对飞行程序的矢量化绘制,可为民航飞机电子飞行包、飞行仿真训练设备等系统中矢量化航图显示的研究提供必的理论和实践应用参考。     

民机飞行载荷的试飞验证

飞机飞行载荷的试飞验证是一种验证设计载荷可靠性的直接方法,在民用飞机飞机的适航验证中通常作为必要的符合性方法（Meansof Compliance,简称MOC,飞行试验为MOC6）用于验证飞机设计对规章的符合性。在详细描述了进行飞行载荷试飞验证的规章依据、飞行载荷试飞验证的过程和方法的同时,给出了国外飞机进行载荷试飞验证的情况和验证的实例。     

发动机飞行载荷可靠性分析

本文在大量飞行试验实际测量数据和相当数量外场使用数据上,进行较为全面统计分析,运用可靠性理论分析美军用标准发动机通用规范 ( MIL- E- 50 0 7D)和发动机结构完整性大纲( MIL - STD- 1783)有关设计任务论述,对用 2倍设计任务进行发动机低循环疲劳寿命计算和试验要求,作了理论性探讨,并为某发动机飞行试验实测数据的统计分析所证实。      

基于 LSTM的飞控系统状态监控

监测飞控系统状态参数是保证无人机飞行安全的重要手段。针对无人机飞控系统的组成特点和飞行控制律,设计并构建了基于长短期记忆网络(Long Short Term Memory Network,LSTM)的飞控系统状态监控模型。首先,利用无人机历史飞参数据训练模型,建立输入飞参数据与状态参数的回归映射关系;然后,利用训练好的网络模型,实时预测飞控系统的状态参数,通过对比实测值与预测值之间的差异,实现飞控系统的状态监控。选取无人机飞参数据进行实验,基于 LSTM的算法比反向传播神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)预测精度高,MSE平均值分别低 0.01和 0.26,MAE平均值分别低 0.05和 0.12。结果表明,所提出的方法能够有效监控飞控系统,为无人机飞行管理决策提供数据支持。     

飞行力学与飞行试验

阐述了新形势下飞行力学专业所面临的任务,强调了飞行力学与飞行试验密不可分的关系,分析了现阶段飞行力学,飞行试验研究中存在的问题,并提出了飞行力学专业近期急需研究的课题;最后,论述了《飞行力学》杂志在飞行力学与飞行试验研究中所起的作用和当前的工作方针。     

民用飞机试飞规划与管理软件和飞行试验协同平台的接口研究与实现

针对试飞资源复杂多样的特点,阐述了在民用飞机试飞规划与管理软件和飞行试验协同平台间建立接口交联的必要。飞行试验协同平台接口应用计算机技术,借助民用飞机试飞规划与管理软件前端试验信息处理和管理功能,依托试飞任务单和试飞试验点,实现民用飞机试飞规划与管理软件对飞行试验协同平台试飞数据的读取和调用。经应用分析,通过开发接口能便捷地获取完整、准确的试飞数据,降低试飞成本,减少试飞工作量,提高试飞效率,有助于型号试飞工作的更顺利进行。     

综合火/飞/推控制系统试飞技术模拟研究

火/飞/推综合控制是适应未来作战飞机的需求而发展起来的新技术。为了研究适应这种新技术的试飞和数据处理方法,开发了火/飞/推综合控制模拟试验系统和战效评估软件系统。通过模拟飞行试验,评估了该系统的作战效能,结果表明,火/飞/推综合控制自动攻击优于人工操纵攻击。