飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)急載荷限定系統(tǒng)

王鑫濤，杜星

1. 中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所，西安 710065 2. 全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力/疲勞航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710065

飛機(jī)全機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)通常在全機(jī)懸空垂向支持下進(jìn)行，可根據(jù)考核部件的不同選取不同的支持點(diǎn)[1-2]。由于試驗(yàn)過(guò)程中各種試驗(yàn)設(shè)備均會(huì)對(duì)試驗(yàn)加載造成誤差，因此結(jié)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)并非一個(gè)平衡力系，必須由約束點(diǎn)的力來(lái)平衡。由于以上原因產(chǎn)生的力和力矩，原則上約束是靜定的并裝載荷傳感器，是一個(gè)空間6自由度約束。而支持點(diǎn)通常兼顧垂向約束點(diǎn)，約束點(diǎn)位置選取以不影響考核結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)為原則，且一般選3個(gè)點(diǎn)作為支持點(diǎn)。在全機(jī)疲勞試驗(yàn)時(shí)，支持點(diǎn)特別要求飛機(jī)在試驗(yàn)停止時(shí)的停機(jī)狀態(tài)接近飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)的停機(jī)狀態(tài)，便于飛機(jī)及加載設(shè)備的分解、檢查和裂紋檢測(cè)。因此普遍用于全機(jī)疲勞試驗(yàn)的垂向支持方法是采用起落架支持[3-5]。

一般試驗(yàn)任務(wù)書(shū)給出的載荷是結(jié)構(gòu)“無(wú)重”狀態(tài)，實(shí)際上由于試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)本身重量、加載設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、試驗(yàn)件假件都具有相當(dāng)大的設(shè)備，試驗(yàn)件已經(jīng)處于一定的重力受載狀態(tài)，為了使結(jié)構(gòu)的受力真實(shí)，在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)扣除上述設(shè)備和結(jié)構(gòu)重量，使飛機(jī)處于“無(wú)重”狀態(tài)。機(jī)身結(jié)構(gòu)和水平加載設(shè)備的重量一般采用反配重進(jìn)行扣除，對(duì)于機(jī)翼和水平尾翼等結(jié)構(gòu)重量和設(shè)備重量則直接在加載點(diǎn)的載荷中進(jìn)行扣除，如圖1所示。因此一般試驗(yàn)譜正式進(jìn)行前，先施加扣重載荷，使飛機(jī)處于“無(wú)重”狀態(tài)，然后試驗(yàn)譜才正式開(kāi)始運(yùn)行[6-7]。

圖1 試驗(yàn)件及設(shè)備扣重示意圖

多輪多支柱起落架形式的飛機(jī)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左右兩邊主起落架數(shù)量均為2個(gè)或2個(gè)以上，其中代表機(jī)型有波音747、空客A340和A380等。本文所研究對(duì)象主起落架為單側(cè)三支柱，且各支柱之間相互交錯(cuò)，層疊布局，每個(gè)支柱連接有2個(gè)輪子[8-9]。在國(guó)內(nèi)以往的研究中，除了本文所研究對(duì)象全機(jī)靜力試驗(yàn)中，所有試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)和水平加載設(shè)備的重量均采用反配重進(jìn)行扣除外，基本都是針對(duì)單支柱起落架飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)所進(jìn)行的研究，而對(duì)于多輪多支柱起落架飛機(jī)的試驗(yàn)技術(shù)研究無(wú)從參考[10-11]。在2005年航空疲勞與結(jié)構(gòu)完整性國(guó)際委員會(huì)(ICAF)會(huì)議上，IABG公司做了“A380全機(jī)疲勞試驗(yàn)中高效的載荷施加方法”的報(bào)告，并在其中描述了A380全機(jī)疲勞試驗(yàn)中試驗(yàn)件的支持、起落架加載等問(wèn)題，但由于A380主起落架布置分散,且單個(gè)支柱上連接有多個(gè)輪子(6個(gè)和4個(gè))，因此A380全機(jī)疲勞試驗(yàn)所采用的支持系統(tǒng)不適用于本文所研究起落架類型的飛機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)[12]。本文針對(duì)多輪多支柱起落架形式飛機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)中試驗(yàn)件支持、起落架加載以及試驗(yàn)停試等過(guò)程中所存在的問(wèn)題，分析了所造成的后果以及對(duì)該問(wèn)題的解決辦法。

1 問(wèn)題描述

試驗(yàn)過(guò)程中系統(tǒng)的超差或者超限保護(hù)，以及緊急情況下采取的人工應(yīng)急卸載，均會(huì)觸發(fā)加載系統(tǒng)的應(yīng)急卸載保護(hù)功能，此時(shí)系統(tǒng)供油壓力為0，所有主動(dòng)加載點(diǎn)載荷卸載至0，試驗(yàn)終止。全機(jī)疲勞試驗(yàn)由于運(yùn)行周期較長(zhǎng)，因此應(yīng)急卸載的次數(shù)相對(duì)于靜力試驗(yàn)較多。

按照全機(jī)疲勞試驗(yàn)懸空支持要求，需要選擇3個(gè)起落架作為飛機(jī)支持點(diǎn)。以某型飛機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)為例，針對(duì)多輪多支柱起落架形式結(jié)構(gòu)，選擇前起落架以及左右后主起落架為垂向支持點(diǎn)，左右前中主起落架為非支持點(diǎn)用于主動(dòng)加載，以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)區(qū)域的考核，如圖2所示。

圖2 多輪多支柱起落架飛機(jī)試驗(yàn)支持

由于多輪多支柱起落架形式的飛機(jī)其本身重量較大，使得全機(jī)疲勞試驗(yàn)規(guī)模大、設(shè)備繁多。應(yīng)急卸載時(shí)，采用加載點(diǎn)扣重的試驗(yàn)件和設(shè)備重量，以及加載過(guò)程中試驗(yàn)件變形所聚集能量快速釋放的不協(xié)調(diào)性易對(duì)支持點(diǎn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大沖擊載荷，且該載荷不可控，影響試驗(yàn)的考核，存在安全隱患，因此僅靠支持點(diǎn)承擔(dān)試驗(yàn)件重量及沖擊載荷存在較大風(fēng)險(xiǎn)。介于該類飛機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)的特殊性，造成在強(qiáng)度試驗(yàn)3種狀態(tài)時(shí)存在以下問(wèn)題。

1) 試驗(yàn)停試過(guò)程中，一般情況下，試驗(yàn)件以及設(shè)備重量均靠3個(gè)垂向支持點(diǎn)承擔(dān)，但對(duì)于多輪多支柱起落架結(jié)構(gòu)的飛機(jī)，其試驗(yàn)件本身結(jié)構(gòu)重量過(guò)大，僅靠3個(gè)支持點(diǎn)支撐飛機(jī)及設(shè)備重量容易造成支持點(diǎn)起落架超載，且無(wú)法真實(shí)模擬飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)的停機(jī)狀態(tài)。

2) 試驗(yàn)加載過(guò)程中，試驗(yàn)件以及設(shè)備重量通過(guò)配重以及扣重作動(dòng)筒預(yù)先扣除，飛機(jī)處于“無(wú)重”懸空狀態(tài)，非支持點(diǎn)起落架需要依靠加載作動(dòng)筒主動(dòng)施加載荷，以滿足對(duì)起落架的真實(shí)考核。

3) 應(yīng)急卸載時(shí)，所有加載作動(dòng)筒不再施加載荷(包括扣重載荷)，導(dǎo)致試驗(yàn)件和設(shè)備重量、試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)回彈力以及卸載造成的不平衡量等載荷靠垂向3個(gè)支持點(diǎn)承擔(dān)，容易造成支持點(diǎn)起落架超載，無(wú)法保證試驗(yàn)件的安全。

因此，針對(duì)多輪多支柱起落架結(jié)構(gòu)，既要停試時(shí)模擬飛機(jī)機(jī)場(chǎng)停機(jī)狀態(tài)，保證試驗(yàn)過(guò)程中飛機(jī)起落架載荷的正常施加，又要在試驗(yàn)應(yīng)急卸載和停試狀態(tài)下，試驗(yàn)件和設(shè)備重量、試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)回彈力以及卸載造成的不平衡量等載荷合理分配到所有起落架上，防止支持點(diǎn)起落架超載，以免造成試驗(yàn)件的額外損傷。

2 方案設(shè)計(jì)

針對(duì)以上問(wèn)題，需要在非支持點(diǎn)起落架處設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)既要擁有試驗(yàn)停試和應(yīng)急卸載時(shí)的支持功能，同時(shí)需要能夠?qū)Ψ侵С贮c(diǎn)起落架(即主要考核起落架)施加主動(dòng)載荷，且2種狀態(tài)能夠順利快速切換。

為此設(shè)計(jì)了一種載荷限定系統(tǒng)，其主要分為2部分，即加載部分和油氣彈簧部分，主要設(shè)計(jì)思路如下：

1) 試驗(yàn)停試過(guò)程中，試驗(yàn)件和設(shè)備重量除了3個(gè)支持點(diǎn)起落架承擔(dān)外，該系統(tǒng)在油氣彈簧的作用下，在非支持起落架處提供一定垂向載荷，實(shí)現(xiàn)所有起落架對(duì)飛機(jī)的支持。

2) 試驗(yàn)加載過(guò)程中，由支持起落架實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的垂向3點(diǎn)支持，起落架加載工況時(shí)，系統(tǒng)加載部分和油氣彈簧部分共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)非支持起落架的載荷施加。

3) 應(yīng)急卸載過(guò)程中，液壓系統(tǒng)油壓為0，該系統(tǒng)中的加載部分瞬間停止工作，僅剩油氣彈簧部分工作，油氣彈簧在氣體壓力的作用下對(duì)非支持起落架輸出設(shè)定載荷，保證試驗(yàn)件和設(shè)備重量、試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)回彈力以及卸載造成的不平衡量等載荷按要求分配到所有起落架上，并吸收該過(guò)程中起落架處的載荷沖擊，如圖3所示。

圖3 載荷限定系統(tǒng)設(shè)置

3 實(shí)現(xiàn)原理

依據(jù)方案設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出2種載荷限定系統(tǒng)，即單桿雙活塞和單桿單活塞結(jié)構(gòu)，其原理圖如圖4所示，由于兩者實(shí)現(xiàn)原理基本相同，因此僅針對(duì)單桿雙活塞結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。載荷限定系統(tǒng)主要包括加載部分(需要保護(hù)模塊和力傳感器輔助)油氣彈簧部分。其中加載部分為同軸設(shè)計(jì)的單桿雙活塞四腔體結(jié)構(gòu)，A腔和B腔為油腔，通過(guò)伺服閥控制活塞Ⅰ兩邊A、B腔壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)加載的主動(dòng)控制；C腔為空氣腔，與大氣接通，防止憋壓；D腔為油腔，用于傳遞油氣彈簧壓力，通過(guò)對(duì)活塞Ⅱ施加設(shè)定載荷來(lái)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)停試和停機(jī)狀態(tài)下對(duì)非支持起落架的支持。油氣彈簧部分分為兩個(gè)腔，E腔與加載部分D腔相連進(jìn)行傳載，F(xiàn)腔為氮?dú)?，通過(guò)預(yù)充壓力保證應(yīng)急及停機(jī)時(shí)的載荷輸出。加載過(guò)程中油氣彈簧壓力一直存在，非支持點(diǎn)起落架加載功能通過(guò)A、B和D腔共同作用實(shí)現(xiàn)。

圖4 單桿雙活塞和單桿單活塞結(jié)構(gòu)原理圖

4 具體實(shí)現(xiàn)方式

載荷限定系統(tǒng)若要順利實(shí)現(xiàn)起落架載荷施加，以及加載與支持狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，必須依靠如圖5所示液壓模塊系統(tǒng)完成，其具體實(shí)現(xiàn)方式如下。

圖5 保護(hù)模塊原理圖

1) 在試驗(yàn)停試過(guò)程中，圖4(a)所示載荷限定系統(tǒng)中的加載部分不參與工作，油氣彈簧部分中的F腔(即氮?dú)馇唬漕A(yù)沖壓力根據(jù)停試過(guò)程中對(duì)起落架載荷的要求進(jìn)行設(shè)定)由于存在預(yù)沖壓力，借助活塞并通過(guò)E腔將壓力傳遞至加載部分中的D腔，繼而對(duì)加載部分活塞Ⅱ產(chǎn)生設(shè)定的作用力，通過(guò)活塞桿將載荷傳遞至非支持起落架假件，聯(lián)合支持起落架實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)停試狀態(tài)下的飛機(jī)支持。

2) 試驗(yàn)加載過(guò)程中，圖4(a)所示加載部分與油氣彈簧部分均工作，加載部分通過(guò)圖5所示保護(hù)模塊進(jìn)行控制。試驗(yàn)時(shí)電磁換向閥7得電，高壓油進(jìn)入4個(gè)液控單向閥3～6，在壓力作用下，4個(gè)液控單向閥換向，液控單向閥4和5保證高低壓油與加載部分當(dāng)中的A、B腔接通，液控單向閥3和6與之?dāng)嚅_(kāi)。非支持起落架載荷通過(guò)加載部分中的A、B、D這3個(gè)腔的聯(lián)合作用下，通過(guò)力傳感器反饋形成閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非支持起落架的主動(dòng)加載，支持起落架承受被動(dòng)載荷。

圖4(a)中A、B、D這3腔油液壓力以及作用面積分別為pA、SA，pB、SB，pD、SD，則施加載荷F實(shí)現(xiàn)方式為

壓載情況下：F=pASA+pDSD-pBSB

拉載情況下：F=pBSB-pASA-pDSD

3) 在應(yīng)急卸載過(guò)程中，電磁換向閥7斷電，液控?fù)Q向閥在彈簧力的作用下回到初始位置，液控?fù)Q向閥4和5隨即與加載部分A、B兩腔斷開(kāi)，液控?fù)Q向閥3和6與之聯(lián)通，使得A、B同時(shí)接回油，此時(shí)A、B腔均無(wú)壓力，僅剩油氣彈簧部分引起的D腔壓力存在。在D腔壓力的作用下對(duì)活塞Ⅱ產(chǎn)生設(shè)定的作用力，通過(guò)活塞桿將載荷傳遞至非支持起落架假件，聯(lián)合支持起落架實(shí)現(xiàn)應(yīng)急卸載狀態(tài)下飛機(jī)的支持。

5 模擬試驗(yàn)驗(yàn)證

建立該系統(tǒng)仿真模型，如圖6所示。試驗(yàn)過(guò)程中，一般最開(kāi)始階段為扣重狀態(tài)，即扣除試驗(yàn)件以及試驗(yàn)設(shè)備等重量，目的是保證飛機(jī)處于零重懸空狀態(tài)；隨后根據(jù)指令對(duì)試驗(yàn)件施加相應(yīng)載荷，通過(guò)力傳感器形成閉環(huán)控制，以保證載荷施加的準(zhǔn)確；整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，均會(huì)致使控制系統(tǒng)超限保護(hù)，隨即所有加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急卸載，此時(shí)油氣彈簧開(kāi)始工作，為非支持點(diǎn)起落架施加預(yù)設(shè)載荷，以保護(hù)試驗(yàn)件以及試驗(yàn)設(shè)備安全。圖6為整個(gè)載荷限定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理仿真模型[13-22]。仿真模型時(shí)間參數(shù)設(shè)置狀態(tài)如表1所示，其中施加拉載為正，壓載為負(fù)，圖7為仿真結(jié)果。

由仿真結(jié)果可以看出：

1) 載荷限定系統(tǒng)加載性能良好，能夠滿足試驗(yàn)正常加載要求。

2) 載荷限定系統(tǒng)應(yīng)急卸載性能良好，卸載過(guò)程無(wú)沖擊，應(yīng)急后狀態(tài)與停機(jī)狀態(tài)基本一致。

圖6 載荷限定系統(tǒng)原理仿真模型

表1 命令參數(shù)設(shè)置

圖7 載荷限定系統(tǒng)仿真結(jié)果

6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依據(jù)載荷限定系統(tǒng)原理，結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)以及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)載荷限定系統(tǒng)，以滿足試驗(yàn)相關(guān)要求。其中加載部分主要依據(jù)作動(dòng)筒要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，油氣彈簧部分依據(jù)蓄能器設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

載荷限定系統(tǒng)主要應(yīng)用于疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，因此蓄能器采用活塞式蓄能器，但同時(shí)由于其活塞慣性大，且存在摩擦阻力，反應(yīng)靈敏性差，因此其預(yù)沖壓力相應(yīng)增大[23-25]。

根據(jù)試驗(yàn)要求，起落架僅施加垂向向上載荷，因此在停試狀態(tài)下，作動(dòng)筒處于最低位置，蓄能器壓力最大；加載狀態(tài)下，作動(dòng)筒處于最高位置，蓄能器壓力最小。設(shè)蓄能器預(yù)沖壓力后，其原始狀態(tài)下作動(dòng)筒位置為x0，蓄能器氣腔體積為V0，壓力為p0(系統(tǒng)預(yù)沖壓力)；停試狀態(tài)下作動(dòng)筒位置為x1，蓄能器氣腔體積為V1，壓力為p1(系統(tǒng)最大工作壓力)；扣重狀態(tài)下作動(dòng)筒位置為x2，蓄能器氣腔體積為V2，壓力為p2；加載狀態(tài)下作動(dòng)筒位置為x3，蓄能器氣腔體積為V3，壓力為p3(系統(tǒng)最小工作壓力)；其工作示意圖如圖8所示。

根據(jù)氣體體積與壓力變化關(guān)系，則整個(gè)過(guò)程應(yīng)該滿足[26-27]：

p0V0=p1V1=p2V2=p3V3

p0V0=p1V1=p2[V1+A2(x2-x1)]=

p3[V1+A2(x3-x1)]

式中：A2為壓腔面積，預(yù)沖壓力p0在理論上可與p3相等，但為保證在壓力p3時(shí)蓄能器仍有能力為加載部分D腔補(bǔ)充油液，應(yīng)使p0

p1≈(1.25～1.18)p3

針對(duì)活塞式蓄能器：

p0≈(0.8～0.9)p3

根據(jù)油源壓力和起落架承受最大載荷，結(jié)合作動(dòng)筒使用要求，設(shè)計(jì)作動(dòng)筒規(guī)格。設(shè)計(jì)加載部分作動(dòng)筒活塞桿桿徑為d1，活塞直徑為d2，其拉腔面積為A1。

蓄能器壓力腔變形必須保證在試驗(yàn)過(guò)程中，作動(dòng)筒向上伸出至最大時(shí)，蓄能器內(nèi)仍能夠正常往D腔補(bǔ)充油液，不至于使D腔出現(xiàn)真空。即作動(dòng)筒由停試狀態(tài)運(yùn)行至加載狀態(tài)時(shí)，蓄能器最大變形為活塞至少剛好完全釋放，即達(dá)到蓄能器預(yù)沖壓力，此時(shí)V0=V3。

若停機(jī)狀態(tài)下，單個(gè)起落架上的載荷為W，則停機(jī)時(shí)蓄能器氮?dú)馑峁┑膲毫?即p1)為

參考經(jīng)驗(yàn)公式，同時(shí)考慮使用工況以及起落架垂向安裝空間，最終確定蓄能器容積V0=4 L，加載部分作動(dòng)筒行程為100 mm。

依據(jù)原理圖以及設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)加工載荷限定系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及實(shí)物圖見(jiàn)圖9。

圖8 載荷限定系統(tǒng)工作狀態(tài)

圖9 載荷限定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和實(shí)物圖

7 原理驗(yàn)證

依據(jù)試驗(yàn)相關(guān)要求，實(shí)際載荷限定系統(tǒng)投入使用前必須進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，以保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及加工等滿足試驗(yàn)需要。

7.1 驗(yàn)證方案

對(duì)載荷限定系統(tǒng)主要進(jìn)行加載功能和載荷限定功能兩方面的驗(yàn)證。加載功能主要驗(yàn)證該系統(tǒng)載荷施加的跟隨性以及準(zhǔn)確性等，其驗(yàn)證試驗(yàn)安裝圖如圖10(a)所示。載荷限定功能主要驗(yàn)證系統(tǒng)在應(yīng)急卸載情況下，其是否能夠輸出預(yù)設(shè)載荷，其驗(yàn)證試驗(yàn)安裝圖如圖10(b)所示，其中加載作動(dòng)筒用于模擬試驗(yàn)加載狀態(tài)，配重用于模擬應(yīng)急后支持點(diǎn)所承受的各種載荷。

圖10 加載功能和載荷限定功能驗(yàn)證安裝圖

7.2 驗(yàn)證結(jié)果

采用以上驗(yàn)證方案對(duì)載荷限定系統(tǒng)分別從加載功能和載荷限定功能兩方面進(jìn)行了測(cè)試。加載功能驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果如圖11所示，曲線中橫坐標(biāo)為試驗(yàn)控制系統(tǒng)采集點(diǎn)，其與控制系統(tǒng)采集頻率有關(guān)，即每個(gè)采集點(diǎn)間隔時(shí)間恒定。

圖11 加載功能驗(yàn)證曲線

為更加準(zhǔn)確模擬實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中的載荷限定系統(tǒng)功能，依據(jù)試驗(yàn)中起落架的理論變形與載荷，采用載荷限定系統(tǒng)位控功能控制活塞桿位移量(其停機(jī)狀態(tài)下活塞桿位移量為67.20 mm)，加載作動(dòng)筒施加該變形量下的對(duì)應(yīng)載荷。分別測(cè)試了其施加壓載250 kN和280 kN情況下的載荷限定功能，驗(yàn)證試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片如圖12所示，測(cè)試結(jié)果分別見(jiàn)圖13和表2。

圖12 驗(yàn)證試驗(yàn)照片

由驗(yàn)證數(shù)據(jù)可知：

1) 載荷限定系統(tǒng)加載過(guò)程跟隨性及準(zhǔn)確性良好，加載平穩(wěn)，過(guò)程無(wú)沖擊振動(dòng)。

2) 載荷限定系統(tǒng)加載狀態(tài)到支持狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程載荷輸出穩(wěn)定，均能夠達(dá)到預(yù)設(shè)載荷以及位移。

圖13 加載250 kN和280 kN載荷限定功能曲線

表2 兩種載荷下應(yīng)急卸載前后位移對(duì)比

8 應(yīng)用效果

載荷限定系統(tǒng)已經(jīng)在某型號(hào)全機(jī)疲勞試驗(yàn)中成功得到了應(yīng)用，安裝圖如圖14所示。

圖14 載荷限定系統(tǒng)應(yīng)用效果

圖15 地面工況載荷限定系統(tǒng)調(diào)試曲線

試驗(yàn)中后主起落架采用載荷限定系統(tǒng)，在停機(jī)狀態(tài)，根據(jù)試驗(yàn)機(jī)重量和重心，通過(guò)蓄能器充壓進(jìn)行壓力值調(diào)節(jié)，使后主起承受停機(jī)狀態(tài)下的載荷。根據(jù)要求后主起扣重載荷為18 kN，以此作為后主起測(cè)力傳感器的零點(diǎn)。在多種載荷情況應(yīng)急卸載過(guò)程中，后主起載荷卸載過(guò)程中至停機(jī)預(yù)設(shè)值，如圖15所示。后主起載荷短時(shí)間內(nèi)均能夠到達(dá)預(yù)設(shè)載荷值為110 kN。左右后主起落架卸載過(guò)程基本對(duì)稱，載荷限定系統(tǒng)調(diào)試證明該系統(tǒng)達(dá)到了后主起載荷限定的目的，實(shí)現(xiàn)了后主起加載和支持的快速轉(zhuǎn)換功能。

9 結(jié) 論

多輪多支柱起落架結(jié)構(gòu)飛機(jī)其支持以及起落架加載空間狹小，載荷限定系統(tǒng)能夠保證在試驗(yàn)不換裝的情況下，順利實(shí)現(xiàn)加載與支持之間的轉(zhuǎn)換，且在試驗(yàn)應(yīng)急瞬間，對(duì)試驗(yàn)件以及加載設(shè)備實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)保護(hù)，提高了試驗(yàn)安全性，降低了試驗(yàn)周期。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)驗(yàn)證和原理驗(yàn)證，表明其工作狀態(tài)的可行性。該系統(tǒng)在某型號(hào)中的成功應(yīng)用，進(jìn)一步表明該系統(tǒng)完全能夠滿足試驗(yàn)實(shí)際需求，且為今后類似形式起落架結(jié)構(gòu)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)提供有力的參考依據(jù)。