[发明专利]飞机操纵面间隙动态测量方法

说明书

本发明提供一种飞机操纵面间隙动态测量方法，通过施加正反向力矩使操纵面在间隙内偏转，从而测量偏转角度响应以得到间隙测量值，能够克服当前静力加载法测量的技术限制和缺陷，测量结果在一定程度上不依赖于操纵面加载位置和载荷的大小，测量仪表方便易携，能在飞机制造商、航空运营及维修单位处开展操纵面间隙的现场测量，有利于开展操纵面安装检查和后续间隙调整的维护工作。

技术领域

本发明涉及角位移间隙测量技术领域，具体涉及一种飞机操纵面间隙动态测量方法。

背景技术

飞机操纵面和主翼面之间由于制造公差、不正确的装配与使用磨损等都会产生间隙。操纵面间隙会导致飞机发生颤振、持续的极限环振荡等复杂颤振行为。为此，飞机设计过程中会设定飞机在整个服役期间的操纵面间隙检查限制值，并在飞机确定的间隙检查间隔内对操纵面(副翼、升降舵和方向舵等)的间隙进行定期测量和校准。

现有技术中，飞机操纵面间隙大多采用“静力加载法”进行测量和校准，即在操纵面某一固定位置处施加一定的静载荷，采用百分表等机械仪表测量操纵面上某参考点的垂向线性位移，进而换算为操纵面的偏转角度间隙值。测量过程中，近似角度/位移数值需要从刻度盘逐一读取，而无法利用采集仪表进行连续测量，测量位移范围和精度有限，因此百分表、象限仪等仪表仅适用于离散角位移的静态测量。

“静力加载法”测量操纵面间隙易受载荷的大小和力加载点的位置影响，载荷过小不容易克服操纵面铰链摩擦等因素，无法产生稳定的操纵面线性位移；载荷过大或者加载点位置选择不当则容易引入操纵面弹性变形，很难通过后续位移测量数据处理消除该不利影响，这为评定操纵面间隙是否符合设计要求和适航认证规定造成了困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机操纵面间隙动态测量方法，减少间隙测量对载荷施加位置和测量点的敏感性，便于外场工程实施。

为了达到上述目的，本发明提供一种飞机操纵面间隙动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

向操纵面施加一个力矩M，使操纵面在间隙内持续偏转；

当操纵面偏转角α达到间隙上边界后，操纵面受到阻力停止偏转，测量操纵面偏转角达到间隙上边界的角度信号平均峰值α₊；

向操纵面施加一个反向力矩-M，使操纵面反向偏转并回到间隙内，直至操纵面偏转角α达到间隙下边界，操纵面受到阻力停止偏转，测量操纵面偏转角达到间隙下边界的角度信号平均峰值α_{_}；

计算间隙大小，所述间隙大小δ是偏转角度测量信号的上下平均峰值之差，其计算过程为：

δ＝(α₊)-(α_{_})。

进一步，本方法还包括以下步骤：

重复上述测量过程3次或以上，拟合上下边界以计算间隙大小δ，所述拟合过程为：

选取包含不少于5个振荡循环的操纵面动态响应信号，找出响应信号的所有极大值和极小值，然后聚类成上下两组，所有极大值点一组的算术平均值作为α₊，所有极小值点一组的算术平均值作为α_{_}。

进一步的，本方法还包括以下步骤：

重复上述测量和拟合过程3次或以上，计算间隙测量值的平均值。

进一步的，本方法还包括以下步骤：

模拟飞控系统正常工作情况下，允许存在的相关系统失效/故障情况；

重复上述测量过程，获得系统失效/故障情况下的间隙测量值。

进一步的，本方法还包括测量前的准备步骤，包括：