颤振飞行试验激励技术发展的回顾和展望

首先对颤振发生机理、颤振飞行试验实施过程及颤振激励的重要性进行了简单介绍,然后对颤振激励方法的发展历程进行了回顾,对不同颤振激励技术的特点进行了详细分析,并提出了激励技术的选择原则和方法,得出不同激励方法的最佳适用对象。最后,结合新型飞机技术发展需求,对颤振激励技术的发展趋势进行了展望。不同的颤振激励技术服务、支持了不同型号飞机的飞行试验工作,随着各种超高速、轻型化、智能化飞机的出现,对各种新型颤振激励技术的需求会层出不穷,文中的工作对不同特点试验飞机颤振激励技术的选用给出有益的建议和参考。     

大展弦比机翼几何非线性颤振风洞试验研究

目的研究大展弦比机翼在飞行过程中,由于大变形造成几何非线性效应带来的几何非线性颤振问题。方法针对几何非线性颤振问题,设计相应的风洞试验模型,并完成不同变形下的颤振风洞试验,对机翼不同变形下的试验结果进行比较,摸清其几何非线性颤振特性。结果在几何非线性的影响下,机翼的颤振速度随着变形的增大而下降,并且发散模态及颤振频率都发生改变,大变形下的颤振速压下降到小变形时的71.7%。结论在研究大柔性、大展弦比机翼的气动弹性特性时,必须考虑几何非线性效应的影响,否则其颤振特性结论会存在较大的误差。     

电传飞机典型异常振动的诊断与处置技术研究

目的 对电传飞机典型的异常振动问题进行研究,形成电传飞机异常振动的诊断和处置技术。方法 首先对气动伺服弹性问题的基本原理和气动伺服弹性失稳可能引发的危害进行简要的介绍。然后对某电传飞机试飞过程中出现的异常振动现象进行详细描述,通过不同类型数据的对比分析,对该异常振动问题进行准确定位和诊断,进而给出相应的应对措施。最后通过正式的飞行试验对处置措施的准确性进行验证。结果 经过对异常振动问题的处理与分析,明确了该异常振动发生的根本原因,通过处置措施的有效落实,已顺利完成该型机的颤振/ASE飞行试验工作。结论 通过本文的异常振动处置方法的研究,为以后类似问题的准确诊断和处置提供了有益的参考和借鉴。     

基于VMD时频分析方法的颤振试飞应用研究

目的 针对颤振信号信噪比低、模态密集、非平稳的特点,发展一种能更好地应用于实际颤振试飞信号的时频分析方法。方法 采用近年来新发展的变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)方法把复杂信号分解为单一组分的本征模函数(Intrinsic Mode Function, IMF),再对其进行希尔伯特变换,求得每一阶本征模函数的瞬时幅值和瞬时频率,从而进行信号的时频分析。结果 仿真算例验证了基于VMD的时频分析方法在展现非平稳信号时频特征方面的有效性。将该方法应用于实际颤振试飞的异常振动数据,可得到准确清晰的时频图,很好地展示出外挂物的极限坏振荡过程。结论 该方法可作为颤振试飞信号时频分析的有力工具,有助于分析异常数据,确定故障来源,为后续问题解决提供支撑。     

机翼带外挂高阶高频颤振特性研究

目的研究机翼带多外挂物引起的高阶高频颤振的特性,为类似事例提供参考。方法基于某飞机带多外挂物构形进行结构动力学建模与修正、颤振计算分析和低速颤振风洞试验,最终进行颤振飞行试验验证。结果颤振计算分析和低速颤振风洞试验,可以得出明显的以副翼旋转和机翼二扭为主的高阶高频颤振,颤振飞行试验随着速度的增加,频谱分析图中低频峰值逐渐减小,高频峰值不断明显,与风洞试验规律基本一致,有高阶高频颤振迹象。结论各种研究方法均可得出高阶高频颤振现象及其特点,基本证实高阶高频颤振的存在。     

大跨度斜拉桥主梁颤振动力可靠性分析

针对大跨度斜拉桥主梁易发生颤振失稳的问题，基于现有的桥梁颤振分析及结构可靠性理论，将主梁颤振临界风速视为结构抗力变量，以主梁处随机风速为荷载变量建立了桥梁颤振动力可靠性分析的极限状态方程，并采用JC法对天津某桥主梁颤振可靠性进行了分析，得到了颤振失效概率，并得出了竖向刚度是影响颤振可靠度的一个关键指标的结论。     

飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真方法研究

目的实现颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真,预测操纵面脉冲激励结构响应。方法提出一种飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真方法。该方法以飞机结构动力学有限元模型为基础,建立颤振试飞气动力模型和操纵面脉冲激励力模型。结果以上述模型为基础建立的飞机颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真模型,实现了颤振试飞操纵面脉冲激励响应仿真。首先建立了带副翼单机翼模型操纵面脉冲激励响应仿真模型,并实现了激励响应仿真分析,得到了结构响应幅值。结论开展了全机模型操纵面脉冲激励响应仿真分析,并将仿真结果与飞行试验结果进行对比,两者结果基本一致,验证了该方法的有效性。     

直升机颤振试飞激励系统的设计与实现

针对电传直升机结构动力学稳定性和飞行品质相关试飞科目的需求,首次设计了采用基于PowerPC和国产嵌入式实时操作系统ACoreOS架构的直升机颤振试飞激励系统。针对直升机复杂传动关系,采用多通道耦合激励输出技术和可靠的多种保安监控策略,实现了高精度、高可靠性的激励输出。通过仿真测试及设备实际工程应用,验证了该直升机颤振试飞激励系统设计的有效性和设备的适用性。为有效降低试飞风险,提高试飞效率,缩短试飞周期,提供强有力的支持保障。