CN111177852A - 一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 - Google Patents
一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111177852A CN111177852A CN201911387589.4A CN201911387589A CN111177852A CN 111177852 A CN111177852 A CN 111177852A CN 201911387589 A CN201911387589 A CN 201911387589A CN 111177852 A CN111177852 A CN 111177852A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flight
- load spectrum
- frequency
- dividing
- aircraft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明属于飞机飞行控制***试验技术领域,提出一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,包括:步骤1、提取多个飞行架次飞行数据作为载荷谱设计样本;步骤2、按照飞机相关装置状态,将飞机飞行过程分为5个阶段;将每一架次飞行数据分为这5个阶段数据;步骤3、将角速率响应的频率分为若干个档,将角速率响应的幅值分为若干个档;步骤4、统计每一架次5个飞行阶段中,各个幅值下各频率运动次数;步骤5、针对所有飞行数据样本,统计出5个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行取平均,每个飞行阶段下即可得出一组各个幅值下各频率运动次数;步骤6、将步骤5统计出的每个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行随机分布,即可形成载荷谱。
Description
技术领域
本发明属于飞机飞行控制***试验技术领域,涉及一种飞机陀螺仪载荷谱设计的新方法。
背景技术
陀螺仪作为测量飞机运动的重要设备,为飞行控制提供必要的控制信号。若陀螺仪在飞机飞行中发生故障,则会极大的影响飞机安全性。因此,在陀螺仪研制过程中,需要进行耐久试验,从而对产品的可靠性进行验证。
耐久试验时,需要设计合理的载荷谱信号,驱动转台运动,模拟陀螺仪的工作情况。载荷谱应尽可能的准确表征飞机飞行过程中角速率的运动情况。载荷谱设计的越合理准确,耐久试验结果就越可信。载荷谱的不准确最终会导致产品“过设计”或“欠设计”,前者会造成研制成本及周期的增长,后者会导致飞机飞行过程中易出现故障,影响飞机安全。
目前国内飞机设计过程中,陀螺仪耐久试验的载荷谱多为简化的标准正弦或方波信号,载荷谱的幅值、频率及运动次数均不能准确反映飞机飞行过程中陀螺仪的工作情况,造成耐久试验结果可信度低,若以此试验结果作为评判产品可靠性的依据,会极大影响产品的研制进度。
发明内容
发明目的:在飞机陀螺仪耐久试验传统方法的基础上,提出一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,提高耐久试验的可信度。
技术方案:
一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,包括:
步骤1、提取多个飞行架次飞行数据作为载荷谱设计样本;
步骤2、按照飞机相关装置状态,将飞机飞行过程分为5个阶段:起飞前滑跑、起飞、巡航、着陆、着陆后滑跑;将每一架次飞行数据分为这5个阶段数据;
步骤3、陀螺仪测量的是飞机角速率,将角速率响应的频率分为若干个档,将角速率响应的幅值分为若干个档;
步骤4、统计每一架次5个飞行阶段中,各个幅值下各频率运动次数;
步骤5、针对所有飞行数据样本,统计出5个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行取平均,每个飞行阶段下即可得出一组各个幅值下各频率运动次数;
步骤6、将步骤5统计出的每个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行随机分布,即可形成载荷谱。
步骤2起飞前滑跑判断条件:轮载承载且襟缝翼为起飞构型。
步骤2起飞判断条件:轮载不承载且襟缝翼为起飞构型。
步骤2巡航判断条件:襟缝翼为巡航构型。
步骤2着陆判断条件:轮载不承载且襟缝翼为着陆构型。
步骤2着陆后滑跑判断条件:轮载承载且襟缝翼为着陆构型。
步骤1多个飞行架次为50架次。
步骤2飞机相关装置状态包括:轮载和襟缝翼状态。
步骤3角速率响应的频率分为若干个档包括:0.1Hz档、0.2Hz档、0.3Hz档。
步骤3角速率响应的幅值分为若干个档包括:5%满量程、10%满量程、25%满量程。
有益效果:
本发明可保留传统陀螺仪耐久试验环境,使用该方法设计出的载荷谱替换传统标准正弦或方波激励信号,保证耐久试验的合理性及结果的正确性。
该方法基于对飞行数据统计,获取角速率数据特性,以此得到的载荷谱能够真实反映飞行过程中陀螺仪的工作过程,极大提升耐久试验激励信号的合理性与真实性,从而保证耐久试验结果准确反映产品的可靠性,确保产品设计的合理性。而且,该方法的应用不需要对耐久试验环境任何结构部分进行改造,可直接在激励计算机中增加该方法设计的载荷谱,节约改造成本、缩短研发周期。
附图说明
图1为本发明实施例波谷—波峰示意图。
图2为本发明实施例角速率载荷谱示例示意图。
具体实施方式
步骤1、提取多个飞行架次(约50架次)飞行数据作为载荷谱设计样本;
步骤2、按照飞机相关装置(轮载和襟缝翼)状态,将飞机飞行过程分为5个阶段:起飞前滑跑、起飞、巡航、着陆、着陆后滑跑。将每一架次飞行数据分为这5个阶段数据;
步骤3、陀螺仪测量的是飞机角速率,将角速率响应的频率分为若干个档(如0.1Hz、0.2Hz、0.3Hz等等),将角速率响应的幅值分为若干个档(如5%满量程、10%满量程、25%满量程等等);
步骤4、统计每一架次5个飞行阶段中,各个幅值下各频率运动次数;
步骤5、针对所有飞行数据样本,统计出5个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行取平均,每个飞行阶段下即可得出一组各个幅值下各频率运动次数;
步骤6、将步骤5统计出的每个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行随机分布,即可形成载荷谱。
下面结合附图和实施方式对一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法做具体说明。
步骤(1):协调飞机使用方,获取50架次飞行数据,飞行数据中应包含轮载状态、襟缝翼位置、俯仰角速率、滚转角速率、偏航角速率及飞行时间;
步骤(2):将飞机飞行过程分为5个阶段:起飞前滑跑(判断条件:轮载承载且襟缝翼为起飞构型)、起飞(判断条件:轮载不承载且襟缝翼为起飞构型)、巡航(判断条件:襟缝翼为巡航构型)、着陆(判断条件:轮载不承载且襟缝翼为着陆构型)、着陆后滑跑(判断条件:轮载承载且襟缝翼为着陆构型)。按照5个阶段的判断条件,将每一架次飞行数据划分为5段数据;
步骤(3):根据飞机响应特性确定频率划分,以大型飞机为例,将1Hz频率分为10个频率档,步长为0.1Hz;按照满幅值的百分比形式划分为6个幅值档(如5%满量程、10%满量程、25%满量程、50%满量程、75%满量程、100%满量);
步骤(4):针对步骤2形成的数据(起飞前滑跑、起飞、巡航、着陆、着陆后滑跑各50段飞行数据)。按照数据曲线的波谷—波峰(如图1),筛选出数据曲线一个飞机运动周期中的最大值最小值,剔除局部最大值和局部最小值。波峰值是一个运动周期内的运动幅值,两个波谷之间的时间差,作为运动频率。按照步骤(3),统计每段数据中划分的各个幅值档下各频率运动次数;
步骤(5):根据步骤(4)统计出的每个架次各飞行阶段下各个幅值档下各频率运动次数,对50个架次同幅值、同频率的运动频次取平均,不同幅值以及不同频次进行随机分布,然后利用三角谐波进行数字模拟复现,即可形成载荷谱(示例如图2)。
Claims (10)
1.一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,包括:
步骤1、提取多个飞行架次飞行数据作为载荷谱设计样本;
步骤2、按照飞机相关装置状态,将飞机飞行过程分为5个阶段:起飞前滑跑、起飞、巡航、着陆、着陆后滑跑;将每一架次飞行数据分为这5个阶段数据;
步骤3、陀螺仪测量的是飞机角速率,将角速率响应的频率分为若干个档,将角速率响应的幅值分为若干个档;
步骤4、统计每一架次5个飞行阶段中,各个幅值下各频率运动次数;
步骤5、针对所有飞行数据样本,统计出5个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行取平均,每个飞行阶段下即可得出一组各个幅值下各频率运动次数;
步骤6、将步骤5统计出的每个飞行阶段下各个幅值下各频率运动次数进行随机分布,即可形成载荷谱。
2.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2起飞前滑跑判断条件:轮载承载且襟缝翼为起飞构型。
3.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2起飞判断条件:轮载不承载且襟缝翼为起飞构型。
4.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2巡航判断条件:襟缝翼为巡航构型。
5.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2着陆判断条件:轮载不承载且襟缝翼为着陆构型。
6.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2着陆后滑跑判断条件:轮载承载且襟缝翼为着陆构型。
7.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤1多个飞行架次为50架次。
8.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤2飞机相关装置状态包括:轮载和襟缝翼状态。
9.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤3角速率响应的频率分为若干个档包括:0.1Hz档、0.2Hz档、0.3Hz档。
10.如权利要求1所述的一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法,其特征在于,步骤3角速率响应的幅值分为若干个档包括:5%满量程、10%满量程、25%满量程。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911387589.4A CN111177852B (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911387589.4A CN111177852B (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111177852A true CN111177852A (zh) | 2020-05-19 |
CN111177852B CN111177852B (zh) | 2023-04-14 |
Family
ID=70657533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911387589.4A Active CN111177852B (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111177852B (zh) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103674571A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-03-26 | 重庆市科学技术研究院 | 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法 |
US20150225079A1 (en) * | 2013-10-15 | 2015-08-13 | Starck Engineering, LLC | Remotely or autonomously piloted reduced size aircraft with vertical take-off and landing capabilities |
WO2015131193A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Sikorsky Aircraft Corporation | Applying virtual monitoring of loads for maintenance benefit |
CN105151292A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-12-16 | 郝思阳 | 分布式矢量推进*** |
CN105574247A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-05-11 | 南京航空航天大学 | 一种航空发动机通用标准试验载荷谱编制方法 |
WO2017051032A1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Northern Vo Aps | A method for estimating the need for maintenance of a component |
WO2017053262A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Sikorsky Aircraft Corporation | System and method for load-based structural health monitoring of a dynamical system |
CN106777551A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国直升机设计研究所 | 一种直升机低周疲劳载荷谱编制方法 |
CN107742025A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-27 | 北京航空航天大学 | 一种预测飞机金属蒙皮冲击后疲劳寿命的方法 |
CN107944160A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法 |
WO2019202520A1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | Okulov Paul D | Autonomous structural health monitor |
CN110516288A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-29 | 南京航空航天大学 | 一种与使用相关的航空发动机载荷谱混合分布模型建立方法 |
-
2019
- 2019-12-27 CN CN201911387589.4A patent/CN111177852B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150225079A1 (en) * | 2013-10-15 | 2015-08-13 | Starck Engineering, LLC | Remotely or autonomously piloted reduced size aircraft with vertical take-off and landing capabilities |
CN103674571A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-03-26 | 重庆市科学技术研究院 | 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法 |
WO2015131193A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Sikorsky Aircraft Corporation | Applying virtual monitoring of loads for maintenance benefit |
CN105151292A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-12-16 | 郝思阳 | 分布式矢量推进*** |
WO2017051032A1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Northern Vo Aps | A method for estimating the need for maintenance of a component |
WO2017053262A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Sikorsky Aircraft Corporation | System and method for load-based structural health monitoring of a dynamical system |
CN105574247A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-05-11 | 南京航空航天大学 | 一种航空发动机通用标准试验载荷谱编制方法 |
CN106777551A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国直升机设计研究所 | 一种直升机低周疲劳载荷谱编制方法 |
CN107742025A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-27 | 北京航空航天大学 | 一种预测飞机金属蒙皮冲击后疲劳寿命的方法 |
CN107944160A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法 |
WO2019202520A1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | Okulov Paul D | Autonomous structural health monitor |
CN110516288A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-29 | 南京航空航天大学 | 一种与使用相关的航空发动机载荷谱混合分布模型建立方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
丁亚修;吕晨光;: "MA60飞机疲劳载荷计算研究" * |
陈水根;张志林;叶彬;: "飞机长寿命设计与评定技术研究" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111177852B (zh) | 2023-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9240083B2 (en) | Rotor system health monitoring using shaft load measurements and virtual monitoring of loads | |
CN109977448A (zh) | 一种基于实测结构载荷的旋翼气动载荷分析方法 | |
US20150331975A1 (en) | A method for analyzing flight data recorded by an aircraft in order to cut them up into flight phases | |
Milliken Jr | Progress in dynamic stability and control research | |
CN105741381A (zh) | 一种确定飞机飞参记录参数集合的方法 | |
US20170145854A1 (en) | Method for Balancing a Turbofan Engine or Other Rotating System | |
CN112817296B (zh) | 一种基于飞行数据与深度学习的飞行故障预测方法及装置 | |
Cross | Tip aerodynamics and acoustics test: a report and data survey | |
US7149646B2 (en) | Pilot indicator for predicting changes in the speed of rotation of the main rotor of a rotorcraft | |
CN111177852B (zh) | 一种飞机陀螺仪载荷谱设计方法 | |
CN111290422A (zh) | 基于颠簸指数的飞行控制方法、装置及飞行器 | |
CN111967676A (zh) | 基于逐步回归的飞机起飞擦机尾风险预测的方法和*** | |
CN114235360B (zh) | 一种直升机桨叶实测载荷相位关系的分析方法 | |
CN115345439B (zh) | 基于与操作相关任务段及其混频的航空发动机综合任务谱编制方法 | |
Peterson et al. | Correlation of wind tunnel and flight test results of a full-scale hingeless rotor | |
Wang et al. | Helicopter health and usage monitoring system in China | |
Brillhart et al. | Advanced GVT Testing of the Gulfstream G650 | |
KUFELD et al. | UH-60 Airloads Program-Status and plans | |
McCool et al. | Neural Network Based Low‐Airspeed Sensor | |
Dudnik | Determination of loads in the ultralight helicopter blades | |
Kaye | Dynamics health and usage monitoring system-programme update | |
Zheng et al. | Study on Vibration Adjustment Mechanism of S-76D Helicopter Rotor System Based on HUMS System | |
Dutsch | USAAVLABS TECHNICAL REPORT 68-22A IN-FLIGHT MEASUREMENT AND CORRELATION WITH | |
Flemming et al. | An Evaluation of Vertical Drag and Ground Effect Using the RSRA Rotor Balance System | |
Hazen | A Study of Normal Accelerations and Operating Conditions Experienced by Helicopters in Commercial and Military Operations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |