[发明专利]一种消除剖面内载荷影响的飞行载荷测量方法

摘要

本发明属于飞行载荷测量技术，具体涉及一种消除剖面内载荷影响的飞行载荷测量方法，工程试验中发现剖面内载荷可引起应变计有较大响应，与剖面外载荷引起的应变计响应混淆在一起，不能测量到单纯的剖面外载荷。传统载荷测量方法没有考虑该问题，本发明给出了一种可消除剖面内载荷影响的飞行载荷测量方法，具体包括步骤1：加装应变计；步骤2：执行地面校准试验；步骤3：建立可消除剖面内载荷影响的载荷方程；步骤4：执行飞行试验进行飞行试验。本发明理论上可保证消除剖面内载荷影响，实际工程应用中本发明建立的载荷方程比传统方法建立的载荷方程精度高。

主权项

1.一种消除剖面内载荷影响的飞行载荷测量方法，其特征在于：本发明是通过下述的步骤实现的：步骤1：加装应变计在飞机翼面结构上加装应变计，弯矩应变计加装在梁的缘条，剪力应变计加装在梁的腹板，扭矩应变计安装在翼盒对应的蒙皮上；步骤2：执行地面校准试验使用液压作动器，在改装的应变剖面外部和内部加载已知的校准力，记录下其对应的应变计响应，形成地面校准载荷和应变数据；步骤3：建立可消除剖面内载荷影响的载荷方程通常使用式(1)建立载荷方程，L为弯矩、剪力或扭矩的一种，k₁,k₂,…,k_n为待求解的载荷方程系数，μ₁,μ₂,…μ_n为步骤2获得的剖面应变计响应数据，n为应变计序号；L＝k₁μ₁+k₂μ₂+…+k_nμ_n           (1)同时考虑剖面内外加载时，依据线性叠加原理，载荷L为应变剖面内外的载荷总和，应变计响应值为剖面内外载荷引起的应变总和，即L＝L_外+L_内              (2)式(2)和(3)中L_外、L_内分别为应变剖面外侧和内侧载荷；μ_1,外,μ_2，外,…μ_n，外为L_外引起的应变响应；μ_1,内,μ_2，内,…μ_n，内为L_内引起的应变响应；将式(2)和(3)代入式(1)，则(4)式成立；L_外+L_内＝k₁(μ_1，外+μ_1，内)+k₂(μ_2，外+μ_2，内)+…+k_n(μ_n，外+μ_2，内)       (4)将(4)式右端改写，则有(5)式成立；L_外+L_内＝(k₁μ_1，外+k₂μ_2，外+…+k_nμ_n，外)+(k₁μ_1，内+k₂μ_2，内+…+k_nμ_n，内)      (5)(5)式左端L_外为目标载荷，L_内为引入的误差，希望其为0，(5)式右端第一项为目标应变线性组合，第二项为引入的误差，希望其为0，因此可得到满足式(5)成立的一个充分条件，即(6)式；若公式(6)成立，式(6.1)和式(6.2)相加，则有L_外＝k₁(μ_1，外+μ_1，内)+k₂(μ_2，外+μ_2，内)+…+k_n(μ_n，外+μ_n，内)    (7)虽然应变计感受到了剖面内侧载荷，μ_1，内≠0,μ_2，内≠0,…,μ_n，内≠0，但由于(6.2)式成立，仍然可以测量到准确的应变剖面外部载荷，即(7)式成立；式(6.2)为消除应变剖面内加载影响的公式；式(6)为本发明建立载荷方程的模型；式(6.1)为传统载荷方程建立模型；使用最小二乘法求解公式(6)，得到方程系数；步骤4：执行飞行试验进行飞行试验，记录下机动过程中应变计的响应，将其代入载荷方程，得到飞行载荷。