一种轻型飞机疲劳试验方法

摘要

本申请属于飞机疲劳强度领域，特别涉及一种轻型飞机疲劳试验方法。包括：步骤一、获取轻型飞机的任务剖面；步骤二、将每个所述任务剖面划分成多个不同的飞行阶段；步骤三、获取所述轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据，以及所述轻型飞机的当量阵风载荷数据；步骤四、将所述轻型飞机的机动载荷数据与当量阵风载荷数据进行叠加，得到所述轻型飞机的飞行载荷谱；步骤五、根据所述飞行载荷谱对所述轻型飞机进行疲劳试验。本申请的轻型飞机疲劳试验方法，可以解决轻型飞机飞行载荷谱编制的难题，即包含了机动飞行载荷，又考虑了阵风载荷的影响，较为真实地反映了轻型飞机实际的载荷历程，从而实现对轻型飞机的疲劳试验。

说明书

技术领域

本申请属于飞机疲劳强度领域，特别涉及一种轻型飞机疲劳试验方法。

背景技术

飞机结构的使用寿命要依据全尺寸结构疲劳试验结果确定，因此，在进行全尺寸疲劳试验时，施加在结构上的疲劳载荷谱至关重要。疲劳载荷谱应尽可能地接近飞机在服役期的真实工作状态。然而，由于疲劳载荷的随机性，实际工作状态千变万化，并且由于加载设备条件的限制或者为了压缩试验时间，不得不将实际载荷简化成能够反映真实情况具有代表性的“载荷谱”。因此，编制出模拟飞机真实使用情况的恰当载荷谱是飞机结构疲劳设计或现有机种寿命评定中的首要工作，它对后续分析和试验工作的成败、经费、工作量和时间都有重大的影响。

轻型飞机的使用方式与歼击机和运输机均不相同，歼击机和运输机的载荷谱在耐久性及损伤容限规范中均有相应的说明，而轻型飞机的载荷谱无规范可借鉴。轻型飞机在执行某些战术任务时要进行一定的机动动作，机动过载小于歼击机，而又大于运输机。同时轻型飞机又受到阵风载荷的影响，阵风速度和循环次数的选取又超出离散阵风当量载荷谱的选取范围，需要重新计算出轻型飞机的阵风速度和循环次数。轻型飞机同时受到机体载荷和阵风载荷的双重作用，两种载荷如何叠加并没有规范说明。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种轻型飞机疲劳试验方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种轻型飞机疲劳试验方法，包括：

步骤一、获取轻型飞机的任务剖面；

步骤二、将每个所述任务剖面划分成多个不同的飞行阶段；

步骤三、获取所述轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据，以及所述轻型飞机的当量阵风载荷数据；

步骤四、将所述轻型飞机的机动载荷数据与当量阵风载荷数据进行叠加，得到所述轻型飞机的飞行载荷谱；

步骤五、根据所述飞行载荷谱对所述轻型飞机进行疲劳试验。

可选地，步骤一中，所述任务剖面包括侦察、突击、防空、特技以及对地。

可选地，所述突击剖面的飞行阶段依次包括离场、爬升、巡航、下滑、突防、爬升、下滑以及进场。

可选地，步骤三中，所述获取所述轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据包括：

获取相似机型在执行对应任务时的过载曲线；

将相似机型的过载按照正则化方法折算成轻型飞机的过载，得到轻型飞机的过载曲线。

可选地，所述正则化方法中的运算公式为：

其中，

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的轻型飞机疲劳试验方法，可以解决轻型飞机飞行载荷谱编制的难题，即包含了机动飞行载荷，又考虑了阵风载荷的影响，较为真实地反映了轻型飞机实际的载荷历程，从而实现对轻型飞机的疲劳试验。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的轻型飞机疲劳试验方法流程图；

图2是本申请一个实施方式的轻型飞机疲劳试验方法机动过载曲线示意图；

图3是本申请一个实施方式的轻型飞机疲劳试验方法阵风载荷与机动载荷叠加示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种轻型飞机疲劳试验方法，包括以下步骤：

S001、获取轻型飞机的任务剖面；

S002、将每个任务剖面划分成多个不同的飞行阶段；

S003、获取轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据，以及轻型飞机的当量阵风载荷数据；

S004、将轻型飞机的机动载荷数据与当量阵风载荷数据进行叠加，得到轻型飞机的飞行载荷谱；

S005、根据飞行载荷谱对轻型飞机进行疲劳试验。

在本申请的一个实施方式中，首先根据轻型飞机在不同环境下的使用方式不同，确定轻型飞机的各任务名称，并确定不同任务剖面所占的比例。本实施例中，任务剖面可以包括侦察、突击、防空、特技以及对地，参见表1。

表1

其次，根据每个任务在不同飞行阶段高度、速度、飞行距离、迎角、过载范围等参数，将每个任务剖面划分成多个不同的飞行阶段。本实施例中，轻型飞机突击剖面飞行阶段划分参见表2。

表2

然后，获取轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据，以及轻型飞机的当量阵风载荷数据。

在本申请的一个实施方式中，获取轻型飞机在不同的飞行阶段的机动载荷数据包括：

获取相似机型在执行对应任务时的过载曲线；

将相似机型的过载按照正则化方法折算成轻型飞机的过载，得到轻型飞机的过载曲线。

本申请的轻型飞机疲劳试验方法，轻型飞机的机动过载曲线从相似机型在执行对应任务的过载曲线中选取，由于两个机型的最大过载不同，运用正则化运算公式，将相似机型的过载按照正则化方法折算成轻型飞机过载，最终得出轻型飞机过载-时间历程曲线，并在这个曲线中标注出不同的飞行阶段，如图2所示。

本实施例中，正则化方法中的运算公式为：

其中，

本实施例中，轻型飞机实时过载值计算参见表3。

表3

本申请的轻型飞机疲劳试验方法，轻型飞机阵风过载参考《民机结构耐久性与损伤容限设计手册》中各飞行阶段的过载谱编制说明，结合轻型飞行每个任务不同飞行阶段的特点，查出不同飞行阶段的当量阵风载荷和循环次数。如任务段中的高度、飞行距离超出手册中的范围，采用拉格朗日算法，拟合出轻型飞机在该阶段飞行所对应的当量阵风载荷。本实施例中，轻型飞机突击任务各飞行阶段阵风载荷计算结果见表4。

表4

进一步，以每个任务的机动载荷数据为基础，将每个任务剖面各飞行阶段得出的阵风载荷与机动载荷进行叠加，得到最终的轻型飞机的飞行载荷谱，如图3所示。最后根据飞行载荷谱对轻型飞机进行疲劳试验。

本申请的轻型飞机疲劳试验方法，轻型飞机的飞行载荷谱编制过程简便，计算效率高，可以解决轻型飞机的飞行载荷谱编制的难题，即包含了机动飞行载荷，又考虑了阵风载荷的影响，较为真实地反映了轻型飞机实际的载荷历程，轻型飞机飞行载荷谱的编制能够为飞机的疲劳计算分析奠定基础。本申请可以模拟飞机真实使用情况，使用方法简便，节省试验时间，节约经费。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。