摘要：现有的基于各类统计模型的现代试验设计(MDOE)方法存在计算量大、建模较复杂导致整体风洞试验效率下降的不足。针对这一问题,本文提出一种将多项式响应面模型与现代试验设计相结合的优化设计方法。采用中心复合设计在自变量区间中划分试验点并进行风洞试验获取气动力,利用最小二乘法确定多项式待定系数,构建响应面模型,并进行方差分析及显著性检验,最后选取了5个传统单变量(OFAT)方法试验点检验响应面模型的拟合精度。结果表明,与传统单变量风洞试验方法相比,本文提出的基于多项式响应面MDOE的低速风洞试验方法具有建模容易、计算量较小、预测校准的优点,可使试验样本点减少50%左右,能够有效提升风洞试验效率。

摘要：为提高风洞试验效率,现代试验设计(MDOE)方法正越来越频繁地用于各类飞行器风洞试验。然而,基于MDOE方法的风洞试验尽管理论上减少了试验点数量,有效缩短了风洞吹风时间,但也带来了试验数据精度下降的问题。为此发展了一种基于D-最优设计准则和二元三次多项式响应面模型的MDOE方法,同时引入遗传算法进一步提高响应面模型的拟合精度。结果表明,所开发的MDOE风洞试验方法仅需单变量(OFAT)方法30%左右的试验点数,吹风时间较OFAT方法大约缩短了60%;与最初拟合的多项式响应面模型相比,遗传算法优化后的响应面拟合精度提高了5%左右,内插得到的数据误差更小。

摘要：近年来,光纤Bragg光栅(FBGFiber Bragg Grating,FBG)这种具有体积小、质量轻、抗电磁干扰能力强、可实现准分布式测量等独特优势的新型传感器受到了人们的广泛关注。为了实现其在直升机飞行试验中的工程应用,引入基于应变差值计算的桨叶弯矩解耦方法,通过标定实验确定不同光纤Bragg光栅组合桥路测量弯矩的耦合系数,选择最优弯矩解耦组合桥路,完成载荷标定。实验结果表明,光纤Bragg光栅传感器适用于直升机桨叶弯矩测量,可以实现挥舞、摆振、扭转弯矩的有效解耦和准分布式测量。

摘要：视觉测量直升机高速旋转桨叶形变常采用基于圆形标记点的测量方法,但该方法中圆形标记点具有低曝光、小目标和投影不对称等特点,极易产生标记点漏检和圆心坐标误差的问题。为减小漏检、修正圆心坐标误差,提出了一种直升机桨叶图像中圆形标记点圆心检测及修正方法。首先,提取图像中局部极值中心的像素坐标,并依据阵列排布结构滤除干扰,获得所有圆形标记点极值中心的像素坐标;其次,以各极值中心的像素坐标为圆心,与相邻极值的最小距离为直径,建立圆形ROI(region of interest)区域,在ROI区域内并行分水岭变换和最小二乘法圆拟合得到圆心;再次,采用透视变换建立该图像与垂直相机光轴的同相位桨叶图像(正面图像)的投影映射关系,再采用LM(levenberg-marquardt)优化求解投影映射矩阵;最后,将该图像转换为正面图像进行圆心检测,再将该圆心坐标逆变换得到精确圆心坐标。实验结果表明,本文检测方法准确率和精度分别达98.89%和0.191 mm,已应用于直升机高速旋转桨叶运动轨迹和形变的高精度视觉测量。

摘要：针对液弹隔振器下端空气弹簧变形特点,本研究从液弹隔振器结构模型出发,分析液弹隔振器各部分受力与位移关系,推导考虑和不考虑液弹隔振器下端非线性刚度的运动方程。获得两种条件下液弹隔振器位移传递率,分析存在非线性刚度下位移传递率特性。研究发现:考虑非线性的位移传递率表现出显著的硬化特性,最佳隔振频率随着激振位移幅值增长而增大,隔振频率设计值处的位移传递率随激振位移幅值增长而增大,即隔振效果下降;当液弹隔振器承受较大幅值振动,如激振位移幅值超过10%空气弹簧深度,应当考虑空气弹簧非线性刚度影响。

摘要：针对当前模型桨叶的标定夹具设计主要依靠设计人员逐个地手工测量桨叶三维模型尺寸值存在效率低、易出错、设计周期和质量得不到保障等问题,研究了一种主模型驱动的模型桨叶标定夹具变型设计方法。该方法基于复杂网络理论和主模型思想,以标定夹具与模型桨叶间的装夹特征主尺寸绘建尺寸约束网络图,建立尺寸间映射关系,并保存在主模型的属性中,由此构建可驱动变型的夹具变型设计主模型。该主模型以新模型桨叶的装夹特征主尺寸为输入即可快速驱动变型生成新标定夹具。同时,开发模型桨叶标定夹具变型设计系统,验证了该方法可行性。

摘要：桨毂双线摆吸振器性能试验主要通过地面试验台开展,为防止共振以保证试验安全,需对试验台进行频率设计。文中通过建立试验台动力学模型,设计了弹性支撑刚度,提出了频率调节方案,完成了对试验台的频率设计,实现试验台多频率可调。最后开展试验台频率测定和功能验证试验。试验结果表明,试验台设计频率与实测频率误差为8.16%,具备安全开展桨毂双线摆吸振器性能试验的能力。

摘要：采用CFD数值模拟方法开展了基于桨尖开孔的旋翼桨尖涡抑制研究,重点分析了开孔位置、数目、直径等参数对桨尖涡结构和旋翼气动性能的影响。旋翼流场数值模拟通过求解旋转坐标系下的Navier-Stokes方程,采用格点格式的有限体积法,结合非结构重叠网格技术。无黏通量计算采用二阶中心格式加人工耗散,湍流模型采用Spalart-Allmaras模型。数值研究表明:桨尖开孔的位置对桨尖涡削弱效果的影响很小;开孔数目越多,孔径越大,桨尖涡的削弱效果越好;开孔旋翼的升力系数较无开孔构型小幅增加,而功率系数则较大幅度增加。

摘要：针对复合材料单面胶接修理结构建立力学分析模型，并通过试验验证模型的可靠性。利用该模型分析补片参数对胶接修理效果的影响，得到优化设计的补片参数。计算分析和验证试验均表明，补片直径为孔径的2～3倍、厚度为孔深的45％～60％、铺排和母板一致时，修理结构的强度恢复能达到最大值。

摘要：为探索不同参数对分布式旋翼飞行器动特性的影响机制,采用Hamilton原理和中等变形梁理论推导了分布式旋翼/短舱/机翼耦合结构动力学方程,建立了适用于耦合动特性分析的求解方法,计算了旋翼/短舱/机翼耦合模态,结果对比误差小于5%,表明本文建立的计算方法是准确有效的。在此基础上研究了旋翼线密度、短舱高度、旋翼转速、安装位置参数对耦合动特性的影响,得出一些结论规律:分布式旋翼飞行器的短舱长度增加时,机翼模态将整体减小;旋翼、机翼模态频率同时受到旋翼线密度的影响;分布式旋翼安装位置向翼尖移动时,机翼扭转频率明显变小。本文结论可为分布式旋翼飞行器设计提供参考。