[发明专利]一种飞机发动机风车载荷地面模拟方法和系统

说明书

公开了一种飞机发动机风车载荷地面模拟方法和系统。该飞机发动机风车载荷地面模拟系统可包括：布置在飞机的发动机上的激振设备，所述激振设备根据激振信号在垂直于发动机转子轴线的方向上产生激振力；布置在所述飞机的机体或机载设备上的数据采集设备，其在所述激振设备产生激励力时检测所述飞机的振动数据；以及数据处理设备，其基于所述激振信号以及所述数据采集设备检测到的振动数据来确定所述发动机至所述飞机的机体或机载设备的频响传递函数。还公开了飞机发动机风车载荷地面模拟方法和实现该方法的计算机可读介质。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种飞机发动机风车载荷地面模拟方法和系统。

背景技术

飞机发动机内部结构损坏或吸进外来物可导致发动机风扇叶片脱落。在飞行时发生风扇叶片脱落之后，为保证飞机安全返航，需要关闭出现事故的发动机。关闭的发动机中未脱落的风扇叶片会在气动力作用下转动，产生不平衡的风车载荷，并会持续几个小时一直到飞机返回地面。根据适航条款要求，需要对机体进行风车激励下的机体响应进行分析以验证机体结构和系统设备的安全性，保证发生发动机风车载荷后，飞机能够安全返回地面。

目前针对飞机模型的发动机风车模拟系统，其风车载荷分析模型可通过地面共振试验进行修正，但应用于真实飞机的发动机风车激励到机体响应时的准确度受到限制。

因此，本领域需要一种改进的飞机发动机风车载荷地面模拟方法和系统。

发明内容

为了获得更为准确的发动机风车激励到机体响应的特性，本发明提供了一种飞机发动机风车载荷地面模拟系统，其利用频响测试系统来检测发动机到机体的响应特性，并且可以验证风车载荷模型是否能够表征风车激励下的机体频响特性。

本发明的地面模拟系统可便于测试机体在风车激励下的频响函数、研究风车激励下各部件、主要系统及设备的响应特性。

在本发明的一个实施例中，提供了一种飞机发动机风车载荷地面模拟系统，其包括：布置在飞机的发动机上的激振设备，所述激振设备根据激振信号在垂直于发动机转子轴线的方向上产生激振力；布置在所述飞机的机体或机载设备上的数据采集设备，其在所述激振设备产生激励力时检测所述飞机的振动数据；以及数据处理设备，其基于所述激振信号以及所述数据采集设备检测到的振动数据来确定所述发动机至所述飞机的机体或机载设备的频响传递函数。

在一方面，所述飞机发动机风车载荷地面模拟系统还包括：信号发生器，其生成激振信号并将所述激振信号传递至所述激振设备。

在一方面，所述激振信号包括在预设振幅下进行扫频的激振信号。

在一方面，所述激振设备至少包括第一激振器和第二激振器，且所述激振信号至少包括第一激振信号和第二激振信号，所述第一激振器根据第一激振信号在垂直于发动机转子轴线的第一方向上产生第一激励，所述第二激振器根据第二激振信号在垂直于发动机转子轴线的第二方向上产生第二激励，其中第一方向不同于第二方向。

在一方面，所述第一激振信号和所述第二激振信号为振幅和频率相同但相位不同的正弦信号。

在一方面，所述第一激振信号和所述第二激振信号在预定频率范围内进行多次扫频，在不同扫频过程中，所述第一激振信号和所述第二激振信号之间的相位差不同。

在一方面，所述数据采集设备包括加速度计以检测在多个方向上的加速度。

在一方面，所述飞机由地面上的空气弹簧支撑。