[发明专利]一种直升机飞行控制系统传递特性试验方法

说明书

本发明属于直升机动力学试验技术领域，公开了一种直升机飞行控制系统传递特性试验方法，通过控制系统分别对旋翼时域总距、周期变距进行扫频激励，激励信号通过液压作动筒进行操纵，测得激励下旋翼时域总距、周期变距值，而后对液压作动筒与桨叶的时域总距、周期变距值进行FFT变换，得到控制系统总距、周期变距频域传递函数。本发明可用于为建立基于试验的直升机飞行控制系统数学模型提供数据，为建立考虑飞控系统的直升机旋翼与机体耦合稳定性模型与稳定性综合分析提供基础技术支撑。对我国先进直升机“地面共振”和“空中共振”设计、分析有一定工程参考价值，为保障现代先进直升机安全飞行与稳定性提高有深远意义。

技术领域

本发明属于直升机动力学试验技术，涉及一种直升机飞行控制系统传递特性试验方法，掌握液压作动筒输入与旋翼总距、横向及纵向周期变距值间的传递关系，为建立考虑飞控系统的直升机旋翼与机体耦合稳定性模型与稳定性综合分析提供基础技术支撑。

背景技术

在现代先进直升机通常采用自动飞行控制或增稳系统，来增加直升机操纵的稳定性的同时，带自动飞控系统或增稳系统的先进直升机在型号使用过程中和试验中，经常会遇到自动飞行控制系统或增稳系统对直升机地面/空中共振带来不利影响的现象。

经研究分析，自动飞行控制系统是以直升机飞行姿态的状态为反馈变量，通过桨距控制来实现直升机飞行稳定性的增稳。直升机飞行姿态的变化是低频变化的，飞控系统根据飞行姿态信号对旋翼桨距进行实时控制，桨距根据反馈的飞行姿态也进行低频变化，使桨叶以直升机低频运动产生挥舞及摆振运动，然而由于其频率与旋翼摆振频率很接近，以致对旋翼/机体耦合系统造成持续不断的激励，并且飞控系统的输入激励频率也正好覆盖地面和空中共振的频率范围，导致降低地面/空中共振阻尼裕度出现地面/空中共振危险的情况。新的强度规范和适航取证程序中也添加了对装有自动飞行控制系统或增稳系统的直升机，不论这些系统在工作或不工作状态下，都需要进行所有的地面共振检查的要求，包括悬停、滑跑起飞和着陆、滑行试验和一些特定的地面共振试验。因此在工程设计阶段分析飞行控制系统对直升机地面/空中共振的影响，避免或消除这种不稳定性，以确保直升机安全使用飞行是十分有必要的。

为了考察飞行控制系统对直升机旋翼与机体耦合稳定性的影响规律，关键技术之一是建立考虑飞控系统的旋翼与机体耦合动力学模型，就必须建立飞控系统模型。而要建立飞控系统模型就必须掌握飞控系统的传递特性，即飞控系统液压作动筒输入与旋翼总距和周期变距值的变化关系。而通过试验测量直升机操纵控制系统传递特性，是研究建立飞控系统数学模型的有效方法，而且也可通过模型旋翼装试验台操纵控制系统传递特性试验来实现。因此，掌握直升机飞行控制系统传递特性试验方法有较大的实用价值与应用前景，为飞控系统对旋翼与机体耦合稳定性分析提供可靠的试验技术支撑与数据支撑的同时，也为研制性能优良、安全性和可靠性高的先进直升机提供技术保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提出一种直升机飞行控制系统传递特性试验方法，该飞行控制传递特性试验是为了建立基于试验的飞行控制系统数学模型，掌握液压作动筒输入与旋翼总距、周期变距值间的传递关系。该试验可在模型旋翼装试验台上实施操作，即为模型旋翼装试验台操纵控制系统传递特性试验。用于为建立基于试验的直升机飞行控制系统数学模型提供数据，为建立考虑飞控系统的直升机旋翼与机体耦合稳定性模型与稳定性综合分析提供基础技术支撑。对我国先进直升机“地面共振”和“空中共振”设计、分析有一定工程参考价值，为现代先进直升机动力学设计和试验提供可靠技术方法。

本发明的技术方案：在旋翼安全转速范围内，在试验设备、操纵系统、安全监控和测量系统工作正常下，通过操纵系统控制液压作动筒操控自动倾斜器进行旋翼总距、横向及纵向周期变距低频扫频激励，在不同的总距下，同时采集操纵系统输入、液压作动筒输出和桨叶根部输出的总距、周期变距时域历程数据。

一种直升机飞行控制系统传递特性试验方法，包括：