民用飞机颤振试飞技术研究

为了能够顺利完成ARJ21-700飞机颤振试飞,研究民用运输类飞机颤振试飞的依据与要求,提出民用运输类飞机颤振试飞的测试方法、试飞方法、激励方法和数据处理方法;结合ARJ21-700飞机合格审定试飞进行试飞验证,给出该型飞机颤振特性试飞的符合性验证结果。结果表明:该套方法适合民用运输类飞机合格审定颤振试飞。     

现代民用飞机颤振试飞适航验证的关键技术

根据现代民用飞机颤振试飞的特点,总结了民用飞机颤振试飞适航经验。从颤振试飞准备、颤振试飞技术、颤振试飞监控、颤振试飞风险控制、颤振试飞进度和成本控制、颤振试飞项目管理提出了民机颤振试飞中应关注的关键技术和重要问题。     

Y—12飞机的颤振试飞体会

Y—12颤振试飞是我国民机适航审定中首次进行的颤振试飞.本文着重从试飞员的角度,介绍了颤振试飞的准备、试飞程序、激振方法、驾驶技术和经验体会,并给出了典型的试飞结果曲线。     

颤振边界预测技术在颤振试飞中的应用研究

对两种颤振边界预测方法的技术原理进行了详细介绍,进而通过两种颤振边界预测技术在两个型号飞机颤振试飞中的应用研究,表明了该技术具有一定的工程实用性。最后对文章介绍的预测技术在后续试飞中的应用给出了有益的建议。     

民用电传飞机颤振/ASE试飞风险控制技术

现有颤振/ASE试飞风险控制技术相关研究不够系统全面,未充分考虑民用电传飞机试飞特点及机上试飞工程师的作用。系统地研究民用电传飞机颤振/ASE试飞风险控制技术,包括理论评估、测试改装、试飞方法、试飞风险分析、风险降低措施和应急处置程序制定等;针对识别出的颤振/ASE不稳定、不良操稳特性和局部结构损坏等风险源,提出振动超限或异常时客舱试飞工程师切断激励的新技术,开发地面监控专用软件用于实时颤振/ASE裕度定量分析;在某型号试飞中应用该技术进行颤振/ASE试飞科目验证。结果表明:该风险控制技术能够有效降低试飞风险和成本,人工切断技术可在1 s内中止激励保障飞机结构安全,实时分析技术可以快速准确计算稳定裕度并且提高试飞效率。     

鲁棒稳定性分析及其在飞行颤振试验中的应用

结合国内外的研究现状和工程应用需要,基于控制理论利用结构奇异值μ分析法将设计理论模型数据和实测试飞数据结合起来,可以在飞行试验过程中进行颤振边界预测,直接给出保守的颤振临界动压或者颤振临界速度,从而能够增加试验的安全性、缩短试飞周期、减少试验点并节省试验经费,是目前颤振试飞方法的有益补充.     

一种典型的跨声速区颤振试飞方法

由于受空气压缩性的影响,飞机的颤振速度在跨声速区附近一般会出现较大降低。为解决此问题,简要分析了跨声速区颤振"凹坑"形成的机理,并结合某型飞机的颤振试飞,提出了跨声速区的颤振试飞方法,并给出了数据分析处理结果和结论。     

基于Measurement Studio的民机颤振试飞数据实时监控分析系统设计与研究

颤振试飞是风险极高、多学科交叉的复杂试飞科目,其实时监控及分析显得极为重要。以某型国产民机颤振试飞为背景,基于Measurement Studio平台,设计开发了颤振试飞数据实时监控分析系统。系统集成了半带宽法、快速傅里叶变换、小波转换等算法,实现了颤振数据的时频域分析、阻尼计算,并以文本格式在实时状态下记录了颤振数据,同时以多线程和DataBinding模型完成了分析结果的实时显示,为国产民机的安全试飞提供了技术保障。     

鲁棒颤振裕度法的应用

介绍了一种新的确定颤振边界的方法——鲁棒颤振裕度法。利用结构奇异值理论将颤振理论模型和试飞数据有机结合起来,进行了颤振边界预测。仿真结果表明,该方法是可行的。     

颤振试飞结构模态阻尼不足问题分析

飞机在高空大速度颤振试飞过程中,一个明显动响应模态的阻尼低于国军标要求,为后续试飞带来风险,需要及时判定原因并进行处理。采用提出的分析思路流程及正交多项式拟合法等数据处理方法,对模态参数及动响应特性进行研究。最终确定该模态为发动机反对称侧平模态,并非颤振临界模态,也未有与其他模态发生耦合的趋势。结合国军标要求进行风险分析并进行试飞验证,最终顺利完成了飞机颤振试飞任务。表明了原因分析及处置措施的正确性,也为其他飞机类似问题的解决提供有效参考。     

曲线拟合频域分解法在颤振试飞中的应用

研究了曲线拟合频域分解法在颤振试飞数据处理中的应用技术,讨论了由旋转部件引起的谐波分量对模态参数辨识精度的影响。对仿真信号和颤振飞行试验实际信号应用不同的数据处理方法进行对比。分析结果表明,曲线拟合频域分解法能够有效去除结构响应中的谐波分量,提高了试飞数据处理结果的准确性,具有一定的工程实用性。     

气动弹性稳定边界的飞行试验预测方法综述

颤振和气动伺服弹性失稳是危险的气动弹性现象，在飞机设计的最后阶段需要依靠飞行试验来预测气动弹性稳定边界。回顾了传统颤振试飞中的模态阻尼法和系统稳定性分析法，比较了各方法的应用特点，并重点介绍了鲁棒稳定性分析μ方法及其在气动伺服弹性试飞中的应用。最后总结了NASA德莱顿研究中心近年在气动弹性试飞方面的工作，供研究人员参考。     

多项式拟合法在飞机试飞中的应用研究

主要研究了多项式拟合法在飞机颤振试飞数据处理中的应用技术,讨论了在数据预处理中应用指数窗对抑制噪声、提高数据处理结果精度的影响,最后提出了科学合理的数据处理方法,从而大大提高了试飞结果的准确性。     

F—16飞机在非对称外挂情况下的极限环振荡试验

空军猎鹰办公室（AFSEO）提出了F－16飞机非对称外挂构型的验证要求。根据模拟构型的试飞和分析结果进行了F－16飞机的颤振验证。历史上，几乎没有对非对称构型提出过要求，因此，F－16飞机在非对称影响下的颤振特性试飞数据是有限的。结合这个问题，AFSEO以前仅用半展动力学和气动力模型进行计算，而假定在另一侧为镜面效应。为了解是否所有的非对称构型都必须用全展模型来分析，他们制定了一个试验大纲。用半展和全展模型对各种非对称构型下的颤振特性进行了分析。全展模型分析结果表明该机有颤振不稳定性，这与半展模型分析结果不同，因而进行了颤振试飞。试飞结果表明非对称构型的加载会产生一个较大的灵敏度，同时还会增加其稳定性。试飞结果与全展的气动模型吻合得相当好，这表明对于非对称的载荷构型应该使用全展气动模型进行分析。     

模态参数识别在飞行颤振试验中的应用

 本文介绍了飞机飞行颤振试验的简况、颤振试飞数据处理的特点和一些特殊要求。简要介绍了用频域参数识别方法和时域参数识别方法识别模态频率和阻尼的基本原理和基本数学模型。文中着重介绍了为解决颤振试飞中所获得的信号的信噪比差,而又要求识别的模态阻尼值的精度比较高这个矛盾和为了尽量缩短数据分析所花费的计算时间而采取的若干措施。     

基于大气湍流激励的颤振试飞随机响应EFDD方法分析及应用

EFDD方法是近年国外提出的一种新的模态辨识分析方法。基于仿真分析研究,提出了能显著提高模态参数辨识准确度的变参数EFDD分析方法。多项试飞应用表明,利用大气湍流激励变参数EFDD分析方法,不仅有效解决了现代大中型飞机密集模态辨识问题,提高了模态参数识别准确度,而且该方法解决了飞行中无法实施人工激励的试飞问题,对现代大中型飞机的颤振试飞具有重要意义。     

一种高安全性颤振边界预测方法

传统的颤振试飞主要通过计算多个不同飞行状态下的阻尼比,外推出颤振临界速度,该方法存在一定的风险。为此,发展了一种基于亚临界响应的高安全性颤振边界预测方法。该方法利用三维弹性机翼在气流中的一个亚临界响应,解算出作用在机翼上的非定常模态气动力系数。通过系统辨识获得与动压无关的非定常气动力模型,进一步通过流固耦合分析求解颤振临界特性。并以AGARD 445.6机翼的颤振边界预测为例,在仿真环境中验证了该方法的可行性。在此基础上,进一步研究了一个固定马赫数下响应测试动压与颤振临界动压的比值对预测精度的影响。     

颤振边界高效精确预测分析

高效精确地确定多种飞机构型的颤振边界在飞机设计过程中具有重要意义。为了提高计算效率和计算结果的准确性,针对亚声速和跨声速两种马赫数区域,提出分别采用线性和非线性方法进行非定常气动力分析。非线性分析在引入精确的定常气动力的基础上,采用高效率跨声速小扰动方程进行求解;颤振求解统一采用g 法。对大型飞机的梁架—减缩刚度组合模型的空机及三种典型燃油构型进行涵盖飞行包线的全马赫数变高度颤振分析,结果表明：四种构型的颤振边界与颤振试飞边界一致,与其他分析方法相比,效率有明显提高,尤其是对多种飞机构型能够高效地获得准确的颤振边界,即说明本文采用的方法是目前适用于工程上的一种高效精确的预测大型飞机颤振边界的方法。     

用于电传飞机飞行试验的颤振激励系统

阐述了颤振激励系统（FES）在现代飞机飞行试验中的重要性，论述了FES研制的历史背景。FES作为一种新型的颤振激励系统，在完成了软／硬件设计之后，进行了大量的验证试验。FES是通过电传飞控系统去激励飞机响应，为将风险减少到最小程度，在全权限全时数字变稳电传操纵系统的空中飞行模拟机上进行了验证试飞，而后在某型飞机上进行了验证试飞并投入实际使用，结果表明，FES的监控保安电路可靠，与飞控交联匹配，隔离措施有效，满足飞控稳定裕度以及气动伺服弹性，颤振和操稳等科目的试飞要求。     

Hammerstein辨识模型在颤振试飞振动排故中的应用研究

本文对颤振机理和非线性气动弹性主要诱发因素进行了分析,介绍了Hammerstein模型,研究分析了基于Hammerstein模型的某型飞机颤振试飞异常振动排故适用性。试验过程根据实际的现象特征给出了具体故障排除方法,经地面试验和飞行试验结果表明,故障得到了有效排除。所使用的故障诊断和分析方法可以为以后类似问题的解决提供有益的参考和借鉴。