民用飞机舱门试验研究综述

舱门是飞机结构的重要部件,舱门试验是验证舱门设计满足可靠性、安全性、适航要求的重要手段。民用飞机舱门试验包括设计验证试验和适航验证试验,结合民用飞机舱门研制的经验和教训,本文研究总结了舱门研制过程中,应当开展的试验项目和内容,指出了试验的试验目的、试验意义和开展试验的必要性,给出了试验台架设计建议。本文研究对于舱门满足功能、性能等设计要求、使用要求、持续适航要求以及在设计阶段制定合理的试验规划,具有一定的参考价值。     

复合材料盒段静力,耐久性和损伤容限一体化试验研究

本文通过某军机机翼整体油箱盒段在国内首次成功地完成了静力、耐久性和损伤容限一体化试验,给出了一整套符合结构完整性大纲要求的验证技术和工程上实用的试验程序;探索了试件上预制模拟各种低速冲击的人工损伤对复合材料结构静力、耐久性和损伤害限特性的影响程度;证实了用加重谱进行复合材料结构耐久性和损伤容限试验是解决复合材料疲劳分散性的有效技术途径;证明了复合材料盒段在引入冲击损伤后用加重谱进行耐久性试验,其密封功能仍满足国军标要求;验证了以冲击压缩破坏曲线的门槛值为基础确定设计许用应变值进行设计的复合材料结构具有“静力覆盖疲劳”和“损伤不扩展”特性。同时指出了该设计思想的保守性和局限性,提出了更新上述设计思想的研究方向。     

单液压电磁阀顺序驱动双舱门系统设计与验证

为满足飞机隐身要求,双舱门设计中采取相互压接的形式以保证阶差间隙要求,为避免具有压接关系的2个舱门在收放过程中,出现结构干涉导致结构损伤的问题,实现舱门收放时间性能指标要求,同时满足系统重量和机上安装空间的要求,开展单液压电磁阀顺序驱动双舱门控制系统的设计。经仿真分析与试验验证,证明系统设计能够满足飞机使用要求,并进一步得到电磁阀、限流活门等系统核心部件的流量-压差特性,支撑了系统核心部件的参数设计。该舱门系统设计方法具有较强的通用性,能够为后续飞机舱门收放系统设计提供较好的设计参考。     

飞机舱门类部件气动载荷风洞试验研究

总结了飞机舱门类部件气动载荷的多种预测方法,并对舱门类部件载荷试验技术进行了讨论。在工程实践中,发现使用部件测力风洞试验和表面测压试验两种方法给出的舱门类部件关闭状态气动载荷相差较大。经试验验证,缝隙效应导致关闭状态下舱门类部件测力方法存在较大的误差,难以准确预计气动载荷。建议采用表面测压的方法给出关闭状态下舱门类部件的气动载荷。     

飞机后货舱门气密试验及数据分析

结合某型飞机后货舱门的试验件,阐述了该试验件气密试验的过程、数据采集和数据分析,依据气密试验和数据分析结果,发现了舱门密封结构存在的问题,对后货舱门的密封性能改进起到了指导作用。     

大型飞机机翼典型盒段后屈曲分析与验证

大型飞机机翼盒段结构静强度问题复杂,开展典型盒段稳定性研究,对机翼结构优化设计和降低研制成本具有重要意义。由于材料非线性和结构几何缺陷,对机翼典型盒段进行了后屈曲仿真分析,并通过破坏试验进行对比验证。结果表明,机翼典型盒段后屈曲仿真分析的失稳载荷和承载能力与试验值误差在5%以内,预测的破坏模式与试验结果相似,可为大型飞机机翼结构稳定性设计提供参考。     

民用运输类飞机驾驶舱门适航要求及验证

介绍了增强型驾驶舱门的产生背景及主要组成部分,列出了增强型驾驶舱门关于泄压、防侵入与防穿透以及紧急进入驾驶舱的适航要求,归纳总结了针对上述要求的设计方法、适航验证思路和符合性方法(method of compliance,简称MOC),以及在设计和验证中要注意的问题。该研究对于飞机增强型驾驶舱门设备鉴定及装机验证具有参考价值。     

疲劳密封试验系统设计

在更换新型油箱密封材料后,为有效验证其密封可靠性,需要进行疲劳密封试验。因此设计了一个疲劳密封试验系统,通过自动充放压装置,配合数据采集和显示记录系统,实现了高精度、自动化的疲劳密封试验过程。     

选择快速拆装油箱口盖密封材料的研究

通过模拟飞机机翼整体油箱试验盒段的密封、充压疲劳和高低温环境振动试验的对比。进行选择油箱口盖快速拆装密封材料的研究。从中选择最佳密封材料,以便尽早应用于我国飞机系列型号上。使飞机尽快提高可靠性能及维修性能。     

低压舱设计

从飞机环控系统地面模拟试验设备设计的角度，以刚度计算为重点，论述了低压舱的设计方法，推荐了美国米室斯图表法，从而简化了计算。只多年的实践经验，在低压舱的封头、加强圈、开门机构和密封形式的设计中均有独到上。尤其是，大胆取消了开闭舱门的锁紧装置，采用了“羊角式密封圈”靠空时形成的负压，自动密封舱门的方案，使开、闭舱门特别简单、快捷，实践中收到了良好的效果，大大缩短了试验周期 。     

再入回收卫星橡胶密封件

前言本文通过对橡胶材料,密封结构和密封形式的选择试验,以及对星体上重要典型密封件的地面模拟试验,确定了仪器舱大舱门空间曲面密封,物像机玻璃窗口密封,暗道分离面密封,电磁阀安装口密封,余压阀及其安装口密封等部位的密封形式和密封材料。经三颗卫星的实际飞行试验表明:本文     

复合材料盒段颤振特性试验研究

 本文介绍了一个复合材料盒段的颤振特性试验研究,包括地面共振试验。风洞颤振试验和计算分析。试验盒段为骨架-蒙皮式结构。一个试验盒段蒙皮为复合材料,另一个试验盒段蒙皮为铝合金。两种试验盒段骨架相同,均为铝合金梁架;两种试验盒段蒙皮厚度亦相同。试验和计算表明,复合材料盒段比铝合金合段颤振速度提高16.7％,盒段总质量减少17.7％。     

武器分离及舱门开启过程数值模拟研究

基于非结构重叠网格技术,发展了一套能较好模拟空腔流动和武器分离问题的数值计算方法.通过模拟典型空腔流动和WPFS模型分离轨迹,并与试验结果比较,说明本文方法可较好模拟空腔复杂流动和武器分离轨迹.采用发展的数值方法对某内埋弹舱舱门开启过程和内埋武器分离轨迹进行了数值模拟,研究了舱门运动的非定常效应对舱门气动特性的影响.研究表明:一定条件下,舱门运动产生的非定常效应对舱门气动特性影响较大,舱门和舱门控制系统设计时必须考虑;在本文给定条件下,弹舱内的内、外侧导弹均能安全分离.通过研究,为内埋弹舱的舱门设计和内埋武器分离安全评估提供了技术手段和依据.     

电缆密封结构的有限元分析

针对新型电缆密封结构的密封挡板、密封结构板、橡胶密封板及其连接螺栓建立了有限元模型,考虑了几何、边界及材料非线性因素,计算了模型在螺栓预紧力和气压作用下电缆密封结构的应力和变形,校核该结构的强度是否满足设计要求。结果表明,密封结构的局部出现屈服,需更换更高强度的材料;密封结构密封性能良好,密封性能试验验证了计算结果的合理性。     

高转速袋型阻尼密封泄漏的特性

采用有限元分析和计算流体动力学耦合数值分析方法(FEA/CFD),研究了考虑转子系统由于高速旋转造成转子径向伸长效应时袋型阻尼密封的泄漏特性和流场形态.计算了密封间隙为0.13mm时,袋型阻尼密封试验件在3种压比、3种转速下的泄漏量,并与试验值和不考虑转子伸长效应的CFD数值模拟结果进行了比较,验证了所采用的FEA/CFD数值方法的可靠性(误差小于1.3%)和高转速下考虑转子伸长的必要性.研究了6种压比、6种转速下密封间隙为0.25mm的袋型阻尼密封的流场和泄漏量,分析了压比和转速对袋型阻尼密封泄漏特性的影响规律.结果表明:当压比大于0.26时,随压比的减小,袋型阻尼密封泄漏量逐渐增大;当压比减小到一定值时(π<0.26),泄漏流体的马赫数在最后一个密封齿间隙处达到1.0,即发生了堵塞,此时泄漏量达到与密封进口总压相对应的最大值;在高转速下,考虑和不考虑转子半径的伸长,密封泄漏量均随转速的增大而减小;在转子面周向马赫数大于0.35时,需要考虑转子半径伸长对泄漏量的影响.      

民用飞机驾驶舱门抵御穿透要求适航符合性评估方法

民用飞机驾驶舱门系统安装在飞机舱内,用于阻隔驾驶舱和客舱,除供机组人员正常进出驾驶舱外,必须具备防弹及防侵入功能,防止非机组人员抢夺飞机控制权,为机组成员提供安全保护。从驾驶舱门系统抵御穿透适航条款解读入手,对适航审定要求进行研究解读,提出一种民用飞机驾驶舱门抵御穿透试验方法,给出子弹选择、危险弹道确认、枪击点筛选、试验件构型准备等试验实施细节和要求,并以某型民用飞机驾驶舱门系统研发以及抵御穿透适航审定为基础对其进行验证。结果表明：本文提出的驾驶舱门抵御穿透试验方法有效,满足条款符合性,能够为飞机驾驶舱门设计研发以及适航符合性分析验证和相关条款的适航审定工作提供参考。     

燃烧室头部两侧进气掺混气动特性

对一种燃烧室头部两侧进气掺混段的气动特性开展了数值仿真及试验验证,得到了掺混段在不同反压、来流马赫数、攻角及侧滑角下的性能参数和流场特征.结果表明,掺混段头部存在的横向旋涡是燃烧室火焰稳定和燃烧组织的关键,有攻角或侧滑角的情况下,掺混段的总压恢复有所下降,因此组织燃烧时应进行相应调节,以防止进气道进入不稳定工作状态.试验验证结果表明,仿真与试验的曲线规律一致,仿真研究结果可作为燃烧室设计和燃烧组织的依据.      

飞机舱门密闭性测试系统设计

飞机舱门是否能够安全可靠地工作,将直接影响到飞机的飞行安全,在飞机处于飞行状态时,需要实时、准确检测出舱门的位置信息,并将位置信息传送回舱门控制系统。为实现对舱门控制系统的功能模拟,采用C8051单片机作为测试系统的处理器,设计基于单片机的硬件电路,及进行C语言程序开发,使得该装置能够模拟飞机在处于飞行、地面状态时的舱门位置检测。以模拟舱门的目标物为检测对象,利用接近传感器检测目标物的位置,实现不同状态下的位置实时检测、显示及报警功能。最后的试验验证该测试系统可以实时检测出目标物的位置,模拟飞机处于飞行及地面状态下的舱门位置检测,并将检测结果显示在LCD显示屏上,达到设计初衷。     

战斗机进排气一体化试验数据修正方法

为提高战斗机进排气一体化试验数据准度,基于推阻划分原理,提出了一种修正进气道内流和迷宫密封压差影响的试验数据修正方法。为提高修正可靠性,在总压测量方面,采取了按流场均匀度布置测量点的方法,对流场均匀度较差区域进行测量点加密,提高了总压测量准度;在总压计算方面,采用加权平均法计算平均总压,提高了总压计算准度。为验证该修正方法,在FL-14风洞开展了某型战斗机进排气一体化试验,试验结果表明:修正方法对试验精度影响在国军标相关试验精度指标范围内;本修正方法仅适用于中等迎角以下的进排气试验数据修正;与未修正试验结果相比,修正后的全机升力线斜率和升力值减小,阻力值增加。      

民用运输类飞机驾驶舱门静力试验验证研究

对运输类飞机驾驶舱门静力试验验证条款、载荷选取、加载方案等进行了描述,为民用运输类飞机驾驶舱门的静强度验证提供参考。