Исследование влияния динамических свойств летательного аппарата на процесс приложения нагрузок при ресурсных испытаниях

• Автор: Федотова, Олеся Равилевна
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Назначение стендовых испытаний самолетов
1.2. Методика проведения стендовых испытаний
1.3. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ 40 СВОЙСТВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ПРОЦЕСС ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
МОДЕЛИ ОДНОКАНАЛЬНОГО НАГРУЖЕНИЯ
2.1. Уравнения состояния систем стенда при одноканальном 40 нагружении закрепленной конструкции
2.1.1. Уравнения деформирования крыла
2.1.2. Гидравлическая система нагружения
2.1.3. Управление процессом нагружения
2.1.4. Программа нагружения
2.1.5. Критерии оценки качества нагружения
2.2. Реализация задачи одноканального нагружения на модели 61 экспериментального стенда
2.2.1. Исходные данные для проведения численного
эксперимента
2.2.2. Сопоставление численных и экспериментальных данных
2.3. Исследование влияния параметров систем стенда на процесс 74 приложения нагрузок
2.3.1. Анализ причин возникновения колебательных процессов
2.3.2. Исследование конструктивных особенностей РС
2.3.3. Исследование влияния параметров системы управления 86 нагружением
2.3.4. Исследование законов управления нагруэюением

2.4. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОКАНАЛЬНОГО
НАГРУЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
3.1. Уравнения состояния систем стенда при многоканальном 97 нагружении закрепленной конструкции
3.2. Реализация задачи многоканального нагружения на примере 101 экспериментального стенда опытного самолета
3.2.1. Исходные данные для проведения численного
эксперимента
3.2.2. Результаты моделирования четырехканалъного 106 нагружения закрепленного крыла опытного самолета
3.3. Исследование законов управления нагружением в 111 многоканальной системе
3.3.1. Управление нагружением по циклической программе
3.3.3. Управление нагружением по сложной программе
3.3.3. Исследование времени выполнения сегмента
3.4. Реализация задачи многоканального нагружения для крыла 119 Sukhoi Superjet
3.5. Особенности нагружения свободно вывешенной конструкции 128 летательного аппарата
3.5.1. Уравнения движения свободно вывешенной конструкции
3.5.2. Реализация задачи нагружения свободно вывешенной 131 конструкции
3.5.3. Статическая модель испытательного стенда самолета

3.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт внедрения результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. В настоящее время происходит смена поколений отечественных самолетов. К новым летательным аппаратам (ЛА) существенно возросли требования в области обеспечения их прочности в течение всего срока эксплуатации. Выполнение требований прочности самолета проверяется и подтверждается экспериментально при проведении наземных статических и ресурсных испытаний. Технология проведения последних должна обеспечивать выполнение двух основных требований: нагрузки на ЛА - программа испытаний — должны максимально соответствовать эксплуатационным; управление воспроизведением нагрузок на ЛА должно обеспечивать отработку программы испытаний с максимальной точностью за минимально возможное время.
Программа испытаний планера включает все возможные случаи нагружения самолета с учетом их вероятностного возникновения в процессе эксплуатации. Ресурсные испытания натурных конструкций проводятся в специальных стендах. Для обеспечения точности воспроизведения программы испытаний стенды оснащаются дорогостоящим современным управляющим и исполнительным оборудованием. Однако предпринимаемые меры не всегда обеспечивают требуемое качество нагружения конструкции по сложной программе. При воспроизведении нагрузок возникают ошибки, проявляющиеся в сдвиге по фазе программной и реализованной нагрузок, в превышении значений нагрузок па экстремумах. При попытках улучшить качество воспроизведения программы испытаний изменением параметров закона управления возникают динамические процессы, которые проявляются в виде интенсивных колебаний конструкции.
Нагружение конструкции на испытательном стенде осуществляется с помощью многоканальных гидравлических систем. В многоканальных системах каждый канал представлял собой независимый замкнутый контур регулирования, включающий в свой состав объект испытаний, гидравлическую

этих процессов можно указать две: взаимовлияние каналов нагружения и влияние динамических свойств объекта исследования на процесс управления нагружением.
Первые работы, посвященные исследованию взаимодействия каналов при нагружении упругой конструкции, выполнены В.Л. Присекиным, А.И. Белоусовым, Г.И. Расторгуевым. В работах [80-93] получены уравнения состояния систем испытательного стенда; исследовано влияние упругости конструкции ЛА на точность отработки программных усилий в каждом канале; представлены эффективные алгоритмы управления воспроизведением действующих на конструкцию нагрузок; на статической модели исследован алгоритм управления по «планируемой траектории». Автором, вместе с соавторами, с использованием этих уравнений проведено моделирование нагружения самолета ТУ-204 в свободно вывешенном состоянии [103] и проанализированы алгоритмы управления нагружением летательных аппаратов с крыльями большого удлинения [94-100].
Результаты исследований, представленные в работах [80-100, 103], получены с использованием модели, в которой учтены только упругие свойства объекта нагружения. Показано, что одна из причин возникновения неустойчивых режимов нагружения связанна с взаимовлиянием каналов через упругое тело. Однако с использованием данной модели невозможно объяснить возникновение колебательных процессов в одноканальной системе, что имеет место в натурных экспериментах. Поэтому для анализа причин возникновения таких колебаний в модели необходимо учитывать как упругие, так и инерционные свойства объекта испытаний и системы приложения сил. Исследования, проведенные с использованием таких моделей, позволят в полном объеме выявить особенности взаимодействия систем испытательного стенда при воспроизведении нагрузок и позволят предложить наиболее эффективные алгоритмы управления нагружением. Имея результаты таких исследований для улучшения качества нагружения в натурном эксперименте можно рекомендовать следующее.