[发明专利]一种基于飞行仿真的操纵系统载荷谱方法

说明书

本发明属于飞行仿真与试飞领域。提供一种基于飞行仿真的操纵系统载荷谱方法，在飞机设计的合理节点给出操纵系统疲劳与耐久性载荷谱并用于操纵系统及其安装的研制与试验。本发明技术方案包括：步骤1、模拟器飞机使用任务定义；步骤2、仿真飞行航路定义；步骤3、仿真大气参数定义；步骤4、飞行计划定义；步骤5、飞行仿真；步骤6、收集及整理仿真飞行过程中操纵系统载荷谱数据。本发明给出的技术方法同时适用于飞机机体结构和操纵系统的疲劳与耐久性载荷谱编制。

技术领域

本发明属于飞行仿真与试飞领域。

背景技术

以往飞机机体结构的疲劳载荷谱与耐久性载荷谱的制定是基于疲劳与耐久性损伤容限手册和飞机使用特征分析得到设计阶段疲劳谱。这种基于疲劳与耐久性手册的飞机机体结构疲劳载荷谱，由手册中给出的飞行剖面中的若干任务段的固定的机动、突风载荷谱组成，是航空发达国家飞机公司基于系列机型的设计、试飞、使用，通过分析计算、试验验证、统计分析等方法得到的，载荷谱中的一些重压参数的原理是未知的。同时，基于耐久性与损伤容限手册的疲劳载荷谱编谱方法，把疲劳耐久性载荷谱的编制与分析计算过程局限于飞机设计中的疲劳与载荷专业，没有或者很少有操稳、系统、飞行员等专业人员的参与，重要设计参数的对比分析与设计迭代不能进入疲劳设计流程，同时也没有引入先进的模型等技术手段。

通过飞行实测得到实测谱是飞机试飞与试用阶段可以通过飞行实测得到的。对于通过飞行实测得到的实测谱，理论上可以通过统计分析得到飞机各个部件的超越曲线、通过计算分析可以得到飞机的疲劳与耐久性载荷谱。但是，由于国内研究手段的限制，测试仪器与设备、周期、经费等的限制，编制飞机的实测谱，是一个非常浩大的工程过程，而且往往需要近十年甚至十几年时间方能完成，这一过程，一般也是重点考虑飞机耐久性与损伤容限手册的给出的典型任务段。可以看出，目前无论是机体结构的基于手册的设计阶段的疲劳与耐久性载荷谱还是飞机的飞行实测谱，都没有或者很少有操稳、系统、飞行员等专业人员的参与，重要设计参数的对比分析与设计迭代不能进入疲劳设计流程，同时也没有引入先进的飞行模型等先进的技术手段。

对于飞机传统的硬式操纵系统，通过部队飞机的飞参处理，通过统计分析等方法得到飞机操纵系统的疲劳与耐久性载荷谱是目前最好的方法。采用这样的方法得到的操纵系统疲劳与耐久性载荷谱，进行了操纵系统的疲劳与耐久性试验结果与飞行中的疲劳耐久性问题一致性很好。但是，通过对比不同部队的飞机使用情况会发现，不同部队使用的飞机出现的疲劳与耐久性问题往往会有一些差异，一些典型的标准件、系统组件在飞机使用中出现的问题仍然不能通过系统级的试验很快的反映出来以尽快采取手段改进完善。

操纵系统疲劳耐久性载荷谱实测非常耗时加上载荷谱确定后的系统试验疲劳耐久性试验需要非常漫长的周期，而系统零组件、安装工艺灯往往需要早期的疲劳与耐久性试验尽快发现并验证完善。

发明内容

发明目的

提供一种基于飞行仿真的操纵系统载荷谱方法，在飞机设计的合理节点给出操纵系统疲劳与耐久性载荷谱并用于操纵系统及其安装的研制与试验。

技术方案

一种基于飞行仿真的操纵系统载荷谱方法，包括：

步骤1、模拟器飞机使用任务定义；

步骤2、仿真飞行航路定义；

步骤3、仿真大气参数定义；

步骤4、飞行计划定义；

步骤5、飞行仿真；

步骤6、收集及整理仿真飞行过程中操纵系统载荷谱数据。

步骤1包括：

步骤11、定义飞行任务剖面，包括：短程任务、中程任务、远程任务，确定不同任务剖面在飞机使用中的占比比例；