[发明专利]飞行器舵面的颤振地面模拟测试系统和方法

权利要求书

1.一种飞行器舵面的颤振地面模拟测试系统，其特征在于包括：

用于安装待测舵面结构（1）的舱体（3）；

激振设备（8），其被置于待测舵面结构（1）的一侧；

至少一个激光传感器（2）其被置于待测舵面结构（1）的另一侧，并对准测点；

激光传感器控制器（5），所述激光传感器（2）用电缆与激光传感器控制器（5）相连；

激振设备功放（7），激振设备（8）通过电缆与激振设备功放（7）的输出端相连；

气动力确定设备（6）；

数据采集卡（4）。

2.根据权利要求1所述的颤振地面模拟测试系统，其特征在于：

激光传感器控制器（5）与数据采集卡（4）的输入通道相连；

激振器功放（7）的输入端与数据采集卡（4）的输出通道相连；

数据采集卡（4）通过电缆与气动力确定设备（6）相连；

气动力确定设备（6）生成加载信号；

通过数据采集卡（4）的输出通道把所述加载信号发送给激振设备功放（7），驱动激振设备（8），激起待测舵面结构（1）的振动；

在待测舵面结构（1）上的测点位置粘有反射贴，由激光传感器（2）发出激光射线并检测经由反射贴反射的激光信号；

激光传感器（2）包括多普勒频移光学元件，用于将检测到的含有振动信息的激光信号转换为多普勒频移信号，通过多普勒干涉分析将多普勒频移信号转变为与振动速度相对应的振动响应信号，再经由数据采集卡（4）的输入通道将振动响应信号传回气动力确定设备（6），

由气动力确定设备（6）确定气动力并生成加载信号。

3.根据权利要求2所述的颤振地面模拟测试系统，其特征在于所述气动力确定设备（6）用于：

由所述振动响应信号，根据预知的气动网格信息和测点位置信息，通过插值获得气动网格控制点处的振动量；

由气动力算法，根据所述振动量，确定作用于所述气动网格控制点处的气动力大小；

根据气动网格信息和加载点位置信息，通过插值将各气动网格控制点处的分布气动力转换为加载点的集中力，即加载信号。

4.根据权利要求1－3之一所述的颤振地面模拟测试系统，其特征在于包括：

两台激振设备（8），被置于待测舵面结构（1）一侧，其一台抵在舵面根弦后缘，另一台抵在舵面梢弦中间。

四台激光传感器（2）被置于待测舵面结构（1）另一侧，分别测量舵面根弦前后缘和梢弦前后缘四处运动值。

5.根据权利要求1－3之一的飞行器舵面的颤振地面模拟测试系统，其特征在于

所述舱体（3）的端面固支于地面基础9之上；

气动力确定设备（6）在确定作用于所述气动网格控制点处的气动力大小时，仅考虑舵面绕舵轴的一阶弯曲和扭转自由度，由工程气动力确定方法根据振动响应信号快速求得待测舵面结构所受弯扭力矩，等价转换为两处激振点所需的加载力，生成加载信号。

6.一种飞行器舵面的颤振地面模拟测试方法，其特征在于包括：

利用根据权利要求1－5之一所述的颤振地面模拟测试系统，由气动力确定设备（6）生成加载信号；

通过数据采集卡（4）的输出通道把所述加载信号发送给激振设备功放（7），驱动激振设备（8），激起待测舵面结构（1）的振动；

在待测舵面结构（1）上的测点位置设置反射贴；

利用激光传感器（2）发出激光射线和检测由反射贴反射的激光信号；

用激光传感器（2）包括的多普勒频移光学元件，将检测到的含有振动信息的激光信号转换为多普勒频移信号；

通过多普勒干涉分析，将所述多普勒频移信号转变为与振动速度相对应的振动响应信号，再经由数据采集卡（4）的输入通道将振动响应信号传回气动力确定设备（6）；

由气动力确定设备（6）确定气动力并生成加载信号。

7.根据权利要求6的颤振地面模拟测试方法，其特征在于进一步包括利用所述气动力确定设备（6）：

由所述振动响应信号，根据预知的气动网格信息和测点位置信息，通过插值获得气动网格控制点处的振动量；

由气动力算法，根据所述振动量，确定作用于所述气动网格控制点处的气动力大小；

根据气动网格信息和加载点位置信息，通过插值将各气动网格控制点处的分布气动力转换为加载点的集中力，即加载信号。