[发明专利]一种获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩的测试方法

说明书

本申请提供一种获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩的测试方法，方法包括：确定方位角信号发射器与旋翼轴弯矩测量设备的安装角度θ1；确定方位角信号接收器与直升机机体纵向中心线的角度θ2；计算相位差(θ1+θ2)；提取两个旋翼轴弯矩测量点在方位角信号接收器输出脉冲信号时的第一旋翼轴加载弯矩，以及脉冲1/4个循环前的第二旋翼轴加载弯矩；根据相位差(θ1+θ2)，分别对每个旋翼轴弯矩测量点的第一旋翼轴加载弯矩和第二旋翼轴加载弯矩进行分解，获得与旋翼轴弯矩测量点对应的直升机机体横向弯矩和纵向弯矩；根据两个旋翼轴弯矩测量点位置，将两个旋翼轴弯矩测量点的直升机机体横向弯矩和纵向弯矩，转化为直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩。

技术领域

本发明属于直升机强度设计领域，涉及一种获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩的测试方法。

背景技术

直升机桨毂弯矩载荷由飞行过程中不断旋转的旋翼轴传递至相对旋翼轴固定的直升机机体。桨毂弯矩可分为机体横向弯矩和纵向弯矩，其中桨毂弯矩测量技术较为成熟，然而机体横向弯矩和纵向弯矩难以直接测量获得，无法满足相应机体结构的强度分析需求。

直升机桨毂弯矩测量技术较为成熟，通常在旋翼轴上布置测试点直接获取弯矩，满足旋转坐标下旋翼系统强度分析需要。受结构形状、尺寸与测量手段影响，难以直接测量、获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩。目前国内外仅采用计算方法确定直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩，而无实测载荷。因此，急需一种适用于直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩载荷测试及数据处理方法，用于机体结构部件强度分析工作。

发明内容

本发明提供了一种获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩的测试方法，解决了机体坐标系下桨毂弯矩测试的工程问题。该方法可以获取到机体坐标系下桨毂弯矩实测载荷。

本申请提供一种获取直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩的测试方法，所述方法包括：

布置两个旋翼轴弯矩测量点，并在每个旋翼轴弯矩测量点上设置弯矩测量设备；

对所述旋翼轴弯矩测量点弯矩测试设备进行标定，获得所述旋翼轴弯矩测量点的剖面的旋翼轴弯矩与旋翼轴弯矩测量点输出数据的相关性；

布置方位角信号发射器和方位角信号接收器；

确定方位角信号发射器与旋翼轴弯矩测量设备的安装角度θ1；确定方位角信号接收器与直升机机体纵向中心线的角度θ2；计算相位差(θ1+θ2)；

飞行时测量并记录旋翼轴弯矩测量点输出数据和方位角信号接收器输出信号；

提取两个旋翼轴弯矩测量点在方位角信号接收器输出脉冲信号时的第一旋翼轴加载弯矩，以及脉冲1/4个循环前的第二旋翼轴加载弯矩；

根据相位差(θ1+θ2)，分别对每个旋翼轴弯矩测量点的第一旋翼轴加载弯矩和第二旋翼轴加载弯矩进行分解，获得与旋翼轴弯矩测量点对应的直升机机体横向弯矩和纵向弯矩；

根据两个旋翼轴弯矩测量点位置，将两个旋翼轴弯矩测量点的直升机机体横向弯矩和纵向弯矩，转化为直升机非旋转坐标系下桨毂弯矩。

优选的，布置两个旋翼轴弯矩测量点，具体包括：

根据结构特征在旋翼轴上确定旋翼轴弯矩测量点位置。

优选的，布置方位角信号发射器和方位角信号接收器，具体包括：

在方位角信号发射器布置区域布置方位角信号发射器，其中，方位角信号发射器布置区域是旋转部件下表面，包括随旋翼轴旋转的主桨毂区域下表面、主桨叶根部区域下表面；

在方位角信号接收器区域布置方位角信号接收器，其中，方位角信号接收器区域为非旋转的直升机机体外表面。

优选的，确定方位角信号接收器与直升机机体纵向中心线的角度θ2，具体包括：