[发明专利]一种飞机刹车系统联试中动态载荷谱方法

摘要

一种飞机刹车系统动态载荷谱联试方法，根据飞机着陆时的实际升力特性，能够建立机轮载荷对飞机速度的动态载荷谱，在刹车系统联试中根据动态载荷谱实时调节机轮载荷，进行刹车系统动态联试。在飞机刹车系统动态联试中，通过对机轮载荷的动态调节实现对飞机着陆时实际升力特性的准确模拟，提高厂内试验条件与外场实际工况的一致性。利用本发明可以更加严格地对各种型号飞机刹车系统进行性能测试，提高刹车系统试验结果的准确性和置信度，进而可以大量减少刹车系统装机试滑行和试飞次数，节省大量经费，降低技术风险。同时利用本发明还可以为飞机在复杂气象条件起降提供较为准确、全面的试验数据，从而提高飞机刹车制动的安全性和可靠性。

主权项

一种飞机刹车系统联试中动态载荷谱方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：确定试验条件根据试验任务书给定的要求，确定飞机着陆速度、跑道类型、机场风速及风向、刹车能量以及刹车压力等试验参数；步骤2：确定飞机机轮的动态载荷谱利用公式1和公式2，得到机轮载荷‑飞机速度的动态载荷谱（公式3） Y = 1 2 C yh ρS ( v - v 0 ) 2 - - - ( 1 ) P=CPZ(Wg‑Y)            （2） P = C PZ ( Wg - 1 2 C yh ρS ( v - v 0 ) 2 ) - - - ( 3 ) 其中：Y是飞机升力，Cyh是飞机着陆滑跑时的升力系数，ρ是当地机场空气密度，S是机翼面积，v是飞机速度，v0是风速的航向分量，P是机轮载荷，CPZ是主机轮载荷分配系数，W是飞机重量，g是重力加速度；步骤3：模拟飞机着陆启动惯性试验台，使鼓轮转动到飞机着陆速度，带动机轮转动，模拟飞机着陆；步骤4：进行刹车制动当机轮转动速度达到飞机着陆速度后，启动刹车系统使其输出试验刹车压力到机轮，进行刹车制动，同时启动循环计数，令K=1；步骤5：采集鼓轮速度动态载荷谱控制器通过频率采集模块采集鼓轮转速传感器信号，得到实时的鼓轮速度，在试验中，鼓轮速度即等效于飞机速度，所以飞机速度v见公式4；v=2πrω             （4）其中：r为鼓轮半径，ω为鼓轮转速，π为圆周率；步骤6：确定机轮载荷目标值动态载荷谱控制器按飞机机轮的动态载荷谱，确定鼓轮实时速度对应的机轮载荷目标值PZ；步骤7：采集机轮载荷实际值动态载荷谱控制器通过模数转换模块采集载荷传感器信号，得到机轮载荷实际值；步骤8：计算第K次机轮载荷实际值和机轮载荷目标值的差值动态载荷谱控制器的载荷动态控制模块将机轮载荷实际值和机轮载荷目标值相比较，得到第K次机轮载荷实际值和机轮载荷目标值的差值eKeK=(PK‑PZ)                 （5）其中，PZ为机轮载荷的目标值，PK为机轮载荷的实际值；步骤9：确定动态载荷谱控制器输出控制电流所述确定动态载荷谱控制器输出控制电流的过程是：Ⅰ确定PID算法输出控制量确定PID算法的输出量UK U K = U K - 1 + K P ( 1 + T s K I + K D T S ) e K + K P ( 1 + 2 K D T S ) e K - 1 + K P K D T S e K - 2 - - - ( 6 ) 其中：其中：UK为第K次增量式PID算法输出量；UK‑1为第K‑1次增量式PID算法输出量；KP为比例系数；KI为积分级系数；KD为微分级系数；eK、eK‑1、eK‑2分别为第K、K‑1、K‑2次机轮载荷机轮载荷实际值和目标值的差值；TS为增量式PID控制算法的步长，即循环周期；Ⅱ确定载荷动态控制模块输出控制电压确定载荷动态控制模块输出控制电压CV=KvUK，其中Kv为数模转换系数，数模转换模块选型后，Kv即唯一确定；Ⅲ输出控制电流载荷动态控制模块输出控制电压经压流变换模块转换为控制电流，输出到液压伺服加载模块；步骤10：调节机轮载荷液压伺服加载模块接收到动态载荷谱控制器的控制电流，产生对应的液压压力，通过液压管路输出到液压加载缸，使其产生对应的加载力，推动机轮安装支架运动，从而改变机轮压在鼓轮上的载荷；鼓轮受机轮刹车作用会逐渐减速，经一个循环周期0.1s后，令循环计数累加，即令K=K+1，然后重复执行步骤5至步骤10，循环直至鼓轮完全刹停。