[发明专利]一种确定直升机桨叶挥摆载荷耦合程度的方法

说明书

本发明提供了一种确定直升机桨叶挥摆载荷耦合程度的方法，通过本发明提出的方法可以获取一个为常量的桨叶挥‑摆载荷耦合系数，该耦合系数是目标桨叶、各应变计位置及组合方式的一种固有属性的体现，并且与桨叶标定试验中、实际飞行中的挥舞、摆振载荷的大小无关。该方法中应用的应变计为单片形式的电阻应变计，发挥其尺寸小、布置方便、测量灵敏度与精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种确定直升机桨叶挥摆载荷耦合程度的方法。

背景技术

应变计法是一种获取直升机桨叶飞行载荷的常用测量方法，通过应变计传感器获取桨叶的变形状况，进而转化为桨叶的载荷。由桨叶变形数据转化为载荷数据的关键在于静止状态下桨叶的载荷标定。由于桨叶的异型、不对称剖面，各位置的应变变形几乎均包含各类载荷的成分，即便将应变计基于惠思顿全桥的思路进行组合，也不能实现各类载荷绝对的解耦，特别是桨叶的挥舞弯矩与摆振弯矩的耦合。理论上，在桨叶、各应变计位置及组合方式确定的情况下，桨叶摆振-挥舞载荷的耦合程度便已经确定，可以视为一个反映桨叶目前状态的固有属性的常量。但是，目前的专利(用于直升机模型桨叶标定的加载夹具，CN201020701293.3)/文献(直升机桨叶载荷标定的摆-挥、挥-摆解耦，2013)显示，现在普遍采用的桨叶摆振-挥舞载荷耦合系数是具有很大的不确定性，主要体现在两个方面：①耦合系数与桨叶摆振及挥舞方向的标定载荷的大小相关，是一个变量；②桨叶在静止状态下的摆振、挥舞方向标定载荷的大小及其比例关系与离心力状态下大不相同，即在载荷标定过程中获取的摆振-挥舞载荷耦合系数并不能准确反映直升机实际飞行过程中摆振弯矩与挥舞弯矩的耦合程度。

发明内容

发明目的：为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种确定直升机桨叶挥摆载荷耦合程度的方法，包括以下步骤：

步骤1，在直升机桨叶需要测试载荷的剖面的上下表面布置摆振、挥舞应变计；

步骤2，将挥舞应变计按全桥形式组合；

步骤3，按全桥形式组合计算，得到对应的全桥应变计算结果；

步骤4，通过桨叶根部将桨叶自由垂挂，各应变计清零，作为初始状态；

步骤5，获取桨叶测试剖面挥舞应变和摆振应变；

步骤6，得到新的摆振-挥舞载荷耦合系数。

步骤1包括：用惠思顿电桥设计思路，在直升机桨叶需要测试载荷的剖面的上下表面布置摆振、挥舞应变计，所述应变计是采用单片形式的电阻应变计，F1、F2、F3、F4分别为1、2、3、4号挥舞应变计，L1、L2分别为1、2号摆振应变计，LB3、LB4、LB5、LB6、LB7、LB8、LB9、LB10分别为3、4、5、6、7、8、9、10号摆振备选应变计，直升机桨叶需要测试载荷的剖面称为测试剖面。

步骤2包括：将挥舞应变计按全桥形式组合，对应的全桥应变测试结果为：

ε_F＝ε_F1+ε_F2-ε_F3-ε_F4。

其中，ε_F为测试剖面的挥舞应变，ε_F1、ε_F2、ε_F3、ε_F4分别为1、2、3、4号挥舞应变计的应变测试值。

步骤3包括：由LB3～LB4选出一个应变计命名为3号摆振应变计L3，由LB7～LB10选出一个应变计命名为4号摆振应变计L4，和L1、L2按全桥形式组合计算，对应的全桥应变计算结果为：

ε_L＝ε_L1+ε_L2-ε_L3-ε_L4。