[发明专利]飞机起降滑跑性能综合验证平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机起降滑跑性能综合验证平台。

背景技术

随着现代工业和科学技术的迅猛发展以及错综复杂的国际形势，各大国都加紧了研制新型飞机的进行，我国也掀起了研制各类型飞机的浪潮。众所周知，一架飞机的研制需要经历探索、研制、样机测试最终才能量产，研制时间非常长，尤其是样机研制完成后需要进行大量的地面滑跑试验，才能进行起降试验，那是因为，只具备简单的起落架后轮刹车力测试及刹车力矩测量分析能力，对刹车系统力学规律检测具有一定的技术储备，而滑跑过程的性能试验只能通过外场滑跑试验来完成。

目前飞机的滑跑性能及控制律进行预估、评价及试验验证能力，缺乏一套完整的综合模拟(飞机惯性、滑跑速度、侧风载荷及跑道状态等)及性能验证设备。只能通过试飞前的滑跑试验进行性能测试，其不但耗时耗力，且存在一定技术风险，往往不能对极限抗风能力、复杂跑道环境适应能力等方面进行全面考核，极大地限制了飞机的起降滑跑性能的提升和全面评估。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种飞机起降滑跑性能综合验证平台，集飞机惯性模拟、侧风载荷模拟、滑行速度模拟、跑道状态模拟及刹车控制于一体的通用性很强的综合试验平台，可以实现飞机起降滑跑过程全因素模拟和试验评估。

为此，本发明提供一种飞机起降滑跑性能综合验证平台，包括：飞行器模拟系统、起落架机轮系统、刹车系统、侧风模拟加载系统、跑道模拟系统及测控仿真系统等。所述飞行器模拟系统包括飞行模拟器、配重块、液压加载系统，根据实际飞机的重量跟质心位置，通过改变飞行模拟器内配重块的位置及数量，模拟飞行模拟器的质心位置，根据质心位置调整液压加载系统的固定位置以及液压缸的伸缩，在质心位置进行重力加载，真实模拟飞机的重量及质心位置，真实地模拟飞机机体惯性特性；所述起落架机轮及刹车模拟系统可以采用实际飞机起落架或近似系统进行模拟；侧风模拟加载系统可根据实际侧风载荷谱通过四套液压加载系统进行侧力和侧力矩模拟；跑道模拟系统不但能够模拟飞机滑跑速度和飞机等效惯量，还可以通过表面附着材料模拟跑道环境；测控仿真系统除了对各种性能参数(滑跑速度、航向角度、加载力、刹车力矩等)进行测量之外，还可以进行视景仿真模拟和刹车控制策略研究。

所述风载荷模拟加载系统包括四套液压加载系统，飞行模拟器两侧均设计有两个液压加载系统，真实模拟侧向风载，能够模拟最大侧风载荷为7级，可以大范围考核飞机滑跑过程受侧风载荷的影响。

所述液压加载系统包括固定耳座、轴、液压缸、力传感器、作用耳座，固定耳座将液压系统固定在框架上，作用耳座作用在飞行模拟器上，控制系统控制液压缸伸缩，并通过力传感器实时检测作用在飞行模拟器上的作用力的大小，实现加载力的实时精确控制。

所述框架为液压加载系统的安装平台，包括横梁、立梁，采用厢式肋板焊接而成，并设计有加强筋结构，保证强度刚度的要求。

所述跑道模拟系统由三套运动模拟装置组成，每套运动模拟装置独立置于飞行模拟器机轮下方，受到重力作用，飞行模拟器机轮可靠的压在运动模拟装置上；所述运动模拟装置包括模拟跑道、电机、从动轮、惯量盘、螺母、主动轮、支撑架，电机带动主动轮转动，并带动跑道运动，通过控制电机转速控制跑道的移动速度，从而真实模拟飞行器在滑跑过程中的机轮速度，从动轮的一侧设计有惯量盘，并用螺母可靠固定，通过改变惯量盘方式来模拟无人机直线惯性负载；考虑到现有机型及其后续扩展性，滑跑速度确定在0～300km/h。

所述飞行模拟器后边两个机轮中心处设计有角度编码器，实时检测飞行模拟器的航向角。

所述模拟跑道可以根据实际需要，在模拟轨道表面铺设不同材料，模拟不同气候(雨雪、雾天气)条件下的跑道附着系数。

本发明能够对飞机起降滑跑过程进行全因素模拟和仿真，通过航向反馈进行刹车力闭环控制，并能够给出最佳起降滑跑控制策略和方法。

该平台还包括控制系统，具有对试验参数在线实时监测、全景模拟动画仿真及航向纠偏实时控制功能，并通过在线分析评估优化软件对无人机起降滑跑性能进行全面评估和分析，为新型飞机起落架系统设计、滑跑控制率设计及整机惯性优化配置提供重要的理论、仿真和试验依据。

本发明可为现役或在研型飞机起落架系统设计、滑跑控制率设计及整机惯性优化配置提供前期理论、仿真和试验依据。解决现阶段只能在试飞滑跑阶段研究其控制策略的难题，进而大幅降低外场滑跑试验成本和风险。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的飞机起降滑跑性能综合验证平台轴测图1；