[发明专利]一种直升机桨叶的载荷监控方法

说明书

本发明属于直升机结构疲劳设计领域，涉及一种直升机桨叶的载荷监控方法。该方法包括：确定直升机桨叶的危险剖面的安全寿命限制线、第一寿命限制线和第二寿命限制线，其中横坐标为挥舞弯矩，纵坐标为摆振弯矩，其中安全寿命大于第一寿命，第一寿命大于第二寿命；计算载荷试飞过程中直升机桨叶的每个旋转周期的挥舞弯矩动值和摆振弯矩动值；以挥舞弯矩动值和摆振弯矩动值分别作为横坐标和纵坐标确定数据点；根据数据点的位置，确定桨叶的寿命范围。该方法综合考虑直升机桨叶挥舞、摆振弯矩关系，避免了载荷试飞中桨叶载荷虚警的发生。

技术领域

本发明属于直升机结构疲劳设计领域，涉及一种直升机桨叶的载荷监控方法。

背景技术

在直升机科研载荷试飞中，为了保障试飞安全，及时发现载荷异常情况，需要对桨叶载荷进行监控。传统的桨叶载荷监控是根据一定的比例关系，对挥舞、摆振弯矩单独监控。而由于直升机飞行状态的变化，经常出现桨叶的挥舞或者摆振弯矩其中一个载荷出现超出安全限制值的情况，造成一定情况下的虚警。

发明内容

本发明的目的：提供一种综合考虑直升机桨叶挥舞、摆振弯矩关系的直升机桨叶的载荷监控方法，避免载荷试飞中桨叶载荷虚警的发生。

本发明的技术方案：

第一方面，提供一种直升机桨叶的载荷监控方法，包括：

确定直升机桨叶的危险剖面的安全寿命限制线、第一寿命限制线和第二寿命限制线，其中横坐标为挥舞弯矩，纵坐标为摆振弯矩，其中安全寿命大于第一寿命，第一寿命大于第二寿命；

计算载荷试飞过程中直升机桨叶的每个旋转周期的挥舞弯矩动值和摆振弯矩动值；

以挥舞弯矩动值和摆振弯矩动值分别作为横坐标和纵坐标确定数据点；

根据数据点的位置，确定桨叶的寿命范围。

可选地，确定直升机桨叶的危险剖面的安全寿命限制线、第一寿命限制线和第二寿命限制线，其中横坐标为挥舞弯矩，纵坐标为摆振弯矩，具体包括：

确定危险剖面；

确定危险剖面安全寿命对应的等效应力σ_ae，第一寿命时间对应的等效应力σ_ae和第二寿命时间对应的等效应力σ_ae；

利用安全寿命对应的等效应力σ_ae，第一寿命时间对应的等效应力σ_ae和第二寿命时间对应的等效应力σ_ae，根据复合材料古德曼修正公式计算安全寿命对应的最大动应力σ_d，第一寿命时间对应的最大动应力σ_d和第二寿命时间对应的最大动应力σ_d；

利用安全寿命对应的最大动应力σ_d，第一寿命时间对应的最大动应力σ_d和第二寿命时间对应的最大动应力σ_d，根据最大动应力与挥舞弯矩和摆振弯矩之间的关系，确定直升机桨叶的危险剖面的安全寿命限制线、第一寿命限制线和第二寿命限制线。

可选地，确定危险剖面，具体包括：

提取直升机桨叶的结构参数和载荷参数；

根据直升机桨叶的结构参数和载荷参数计算桨叶在载荷作用下的静应力σ_s和动应力σ_d；

根据桨叶在载荷作用下的静应力σ_s和动应力σ_d利用复合材料古德曼修正公式计算桨叶在载荷作用下的等效应力σ_ae；

根据桨叶在载荷作用下的等效应力σ_ae确定危险剖面。