直升机桨叶挥舞参数测量及校准技术研究

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直升机基准桨叶是生产、调试、检测装配直升机桨叶的比对标准,是本型号直升机桨叶特性参数的参照基准,是直升机研发过程的重要部件。桨叶的旋转带动直升机实现垂直起飞、前进及悬停等各种飞行姿态,桨叶的各种技术指标则直接体现了直升机的机动性能。直升机桨叶在制造过程中和装配飞机前要对其进行静态特性参数的测试,在动平衡试验台上对桨叶的动态特性参数进行检测和校准,在直升机交付使用后也需对桨叶进行定期的保养和维护。直升机旋翼升力系统实现单片桨叶互换使用,降低保养成本,其关键就在于基准桨叶。直九型号直升机的基准桨叶由法国生产,材质为复合材料,为保持其基准参数的稳定性和连续性,需要周期性的对基准桨叶的特性参数进行校准和调试。  本文基于光电检测技术实现了基准桨叶挥舞参数的测量。首先研究了桨叶对激光斩波标定算法,其次建立了激光光电检测装置,机理为利用模拟桨叶切割激光光路,通过光电器件探测这一周期性的光电信号,从而对激光器定位参数进行标定。进入现场后,通过这套系统实现了基准桨叶挥舞参数的校准和溯源。根据基准桨叶的动平衡试验过程,把挥舞角按泰勒级数展开,加入阵风扰动等影响因素,对基准桨叶的受力过程进行分析建模,利用马尔尼可夫过程对基准桨叶挥舞运动过程中所受空气动力、阻尼等不平衡空气动力干扰作用等影响进行分析,获得了基准桨叶的稳定性条件和环境参数条件。最后,对测量不确定度进行了计算。  本文针对直九型号直升机基准桨叶特性参数进行了测试,通过比对测量结果与出厂数据,分析了挥舞参数变化的原因以及如何对其进行校准调整。发现了基准桨叶特性参数变化的趋势,给出了校准调整的方法。经过调整,使基准桨叶特性参数恢复到了出厂时的水平,保证了基准桨叶特性参数的延续性和稳定性。
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