一种直升机旋翼试飞测试系统设计与实现

为获取旋翼载荷试飞数据,给出直升机旋翼动部件的安全使用寿命,并通过直升机设计定型试飞考核其是否能达到设计指标,需要设计一套试飞测试数据采集系统;针对旋转部件与静止部件之间的供电和数据传输问题,提出了利用感应供电与短距遥测传输技术的设计思路,介绍了测试系统方案;通过地面试验和飞行试验验证表明测试系统可靠、有效,解决了直升机旋转部件试飞测试的难题。     

直升机旋翼转速实时监控系统的设计与应用

基于C++ Builder可视化开发环境开发了直升机旋翼转速数字监控系统,改进了C++ Builder提供的串行通信驱动程序,制定了特定的数据通信协议;设计了灵活的数据库操作接口,保证了系统数据能实时有序地进行存取;开发了在线作图功能和离线调用数据库作图功能,能够直观地分析直升机旋翼转速的变化规律;试飞结果证明,该监控系统可以实时显示、存储远程测速终端上传的数据,并能够利用这些数据实时或离线绘图,为分析旋翼转速的变化规律提供了保证,达到了设计的要求。     

基于Vega的直升机视景仿真技术研究与实现

以开发一套直升机飞行模拟仿真系统为目的,对仿真应用系统开发中各种常见的建模和驱动技术尤其是动态仪表面板仿真模块进行了研究,提出了可行的实现方案;利用建模工具Creator对飞机、仪表和大面积地形进行了可视化建模,利用DOF(Degrees OfFreedom)技术实现了直升机旋翼、尾翼以及仪表指针的动态交互;基于VC++集成开发环境,应用Vega API编程技术实现了直升机视景仿真应用系统的全部设计功能;直升机试飞实验证明,该视景系统取得了比传统视景系统更好的效果。     

新型横列式固定双旋翼直升机制作

本文在"鱼鹰"倾转旋翼直升机的基础上,将复杂的倾转旋翼更改为固定旋翼,取消变桨距控制,降低旋翼结构复杂性;在固定旋翼下方增加异型滑流舵,达到变桨距姿态控制同样的效果;在直升机俯仰姿态倾斜后,异型滑流舵面成为固定翼,提供飞行升力和姿态控制力矩,实现固定翼和旋翼的有机结合,提升发动机机械效率,改善直升机性能。最后,通过制作原理样机、试飞测试验证了方案的可行性。     

基于故障检测的无人直升机作动器重构控制

提高直升机电传飞控系统的可靠性是保证无人直升机智能化的霞要方面,文中针对单旋翼加尾桨构型无人直升机的作动器故障,研究了倾斜器故障重构控制方法,重点提出了作动器的故障检测方法,运用模型的故障诊断技术,设计了基于倾斜器故障重构控制的无人直升机作动器故障时的重构控制策略,经过试飞证明此方法为作动器故障时的直升机安全飞行提供了一种可行方案,达到了设计目的.     

无人直升机数据采编系统的设计

准确的飞行数据对于建立无人直升机数学模型至关重要。在分析小型无人直升机数学建模方法的基础上,为了在线获得飞行数据,设计了一个数据采编系统。选用80c196Kc作为系统的CPU,并根据辨识数据的特点和要求设计了硬件和软件。该系统成功应用于某无人直升机试飞实验。试飞效果良好,采集数据与先验知识吻合,证明系统方案是可行的。     

试飞数据查询引擎设计

试飞数据是飞行试验的核心产品,具有参数量多,数据体量大,信息复杂程度高,查询响应快等特征,支撑飞机设计、制造、试飞、运营等阶段任务；试飞数据查询引擎旨在提供PB级多维度试飞数据快速查询服务,对试飞数据特征深度分析,采用大数据交互式查询关键技术,基于试飞数据处理与分析平台,研究了存算分离技术和异构计算技术,设计试飞数据查询引擎,具备多源数据汇聚,多维信息精细查询,多层数据灵活钻取,多功能自定义函数集成,多类指标数据自适应输出等功能,创新试飞数据查询与可视化方式,并成功应用在某型国产民机的飞行试验数据管理与分析中,服务于试飞工程师、飞机设计人员、课题工程师,提高了试飞数据管理效率与试飞数据应用价值。     

直升机旋翼平衡实时调整地面维护处理系统设计与实现

为了开展直升机旋翼实时调整技术(In-Flight Tuning, IFT)研究和产品研制,开发了一套地面维护处理系统。它具有工作流程控制、数据采集与监测、在线实时调整、数据分析和健康监测功能。同时针对飞行系统数据传输稳定性、多种独立的业务数据同步问题,设计了一种基于时间的业务数据同步方法,并采用多线程技术优化数据处理。经旋翼塔试验验证,本系统软件运行稳定,实时调整方法能够有效降低旋翼系统振动。     

第二十届测试与故障诊断技术研讨会会议报道之三

北京航天测控技术有限公司伊大伟高级工程师:直升机旋翼系统失效机理与故障模式分析的故障预测与健康管理方法直升机旋翼系统由大量动部件组成,为单一通道无备份且所处工作环境复杂,是确保直升机可靠性和安全性的重要系统。现有的旋翼     

基于光斑成像的直升机旋翼共锥度测量方法

直升机旋翼共锥度值是直升机旋翼动平衡试验中测试的一项重要指标,它关系到直升机的安全和各方面性能,针对在旋翼高速旋转的动态下进行旋翼共锥度测量的特点,设计了一种基于光斑成像的直升机旋翼共锥度测量方法,给出了系统基本构成和测量原理,并进行了系统误差分析;该方法是一种非接触式的测量方法,在测量旋翼锥度差的同时,还可以测出桨叶的桨距角,可实现对直升机旋翼共锥度较高精度的测量;该方法具有较高的实际应用价值。     

From the Test Benches to the First Prototype of the muFly Micro Helicopter

The goal of the European project muFly is to build a fully autonomous micro helicopter, which is comparable to a small bird in size and mass. The rigorous size and mass constraints infer various problems related to energy efficiency, flight stability and overall system design. In this research, aerodynamics and flight dynamics are investigated experimentally to gather information for the design of the helicopter’s propulsion group and steering system. Several test benches are designed and built for these investigations. A coaxial rotor test bench is used to measure the thrust and drag torque of different rotor blade designs. The effects of cyclic pitching of the swash plate and the passive stabilizer bar are studied on a test bench measuring rotor forces and moments with a 6–axis force sensor. The gathered knowledge is used to design a first prototype of the muFly helicopter. The prototype is described in terms of rotor configuration, structure, actuator and sensor selection according to the project demands, and a first version of the helicopter is shown. As a safety measure for the flight tests and to analyze the helicopter dynamics, a 6DoF vehicle test bench for tethered helicopter flight is used.     

旋翼空中机器人系统架构及设计

设计并验证了某型旋翼空中机器人的系统架构。整个空中机器人系统由直升机和地面站两部分组成。直升机是空中机器人的主体,可以自主飞行并完成指定任务。地面站用于监控无人直升机的飞行,并实现人机交互等多项功能。此外,地面站还可通过视觉导航系统引导直升机的自主着陆。直升机与地面站之间通过指令数字链路和视频模拟链路进行信息交互和实时通讯。经实际飞行验证,该空中机器人系统具有鲁棒和实时的特点,能实现直升机自主飞行和自主起降功能。     

新型无人直升机纵横向无姿态反馈自适应控制

针对小型无人直升机固有的多轴多齿轮啮合复杂传动系统存在的非线性振动所引起的姿态测量低可靠性问题,以新型涵道风扇式无人直升机为例,提出了一种纵横向无姿态反馈的自适应控制策略.增稳回路采用模型参考自适应解耦控制,加速度回路采用自适应极点配置,位移回路采用主导极点可配置的PD控制,实现了自动航线飞行.试飞实验表明,在飞行速度变化较为显著时,偏航距较小,达到了满意的控制效果,可为无人直升机姿态传感器故障应对提供参考.     

动力系统的智能化监测与安全保护设计

直升机旋翼模型风洞试验是高转速、高风险的动态试验,为保护试验的安全运行,必须实时、准确、可靠地监测试验台关键驱动设备-动力驱动系统及辅助系统的运行状态,并根据运行状态分级采取相应的保护措施。本文以动力系统主控PLC为基础,打通试验台各系统之间的信息孤岛,提出了一种基于历史数据分析的设备运行状态分级评价及风险评估方法,根据实时运行数据判断动力系统运行风险,给出安全操作建议。风洞试验应用效果表明本文构建的旋翼模型试验台动力系统智能监测与安全保护设计数据分析科学,状态监测实时,安全保护可靠。提高了直升机试验的安全可靠性。     

大推力高精度智能变距拉杆技术研究

传统的直升机旋翼锥体不平衡调整方法是按照特定程序定期在地面人工测试并微调桨叶拉杆长度来实现的,这种方法对人员和设备的要求都较为严苛,且人工和资金成本较高。智能变距拉杆可取代传统机械式的变距拉杆,并配合直升机旋翼实时调整系统实现对直升机椎体的自动在线调整,有效降低了维护成本,提高了维护效率。智能变距拉杆是直升机旋翼实时调整系统的执行机构,是一种机电一体化的直线智能作动器,其特点是载荷体积比大、重量轻、精度高。风洞试验结果表明,通过旋翼智能变距拉杆调整旋翼平衡能有效降低旋翼振动水平,最高降幅50%。     

基于姿态随动技术的直升机低高度测量

在飞行试验中悬停性能是直升机性能的重要试飞科目。该科目科研试飞鉴定要求有大量的样本数据(海拔、温度、重量、构形的组合)以获取比较准确的试验结论。其中,离地高度是悬停科目试飞与小速度科目试飞中的关键参数。直升机的低高度信息通常由气压式高度传感器、无线电高度表获取。由于受到地面效应、姿态、风速风向等诸多因素的干扰,从而无法保证高精度和可靠性。激光测距逐渐成为一种先进的测量手段应用于直升机低高度测量中。但是在具体实施过程中由于直升机机动飞行姿态变化导致激光高度测量的误差增大与失效。通过机载姿态跟随技术研究不仅克服了直升机机动状态下姿态变化引起的低高度测量误差与失效,而且可由机载综合采集系统将低高度数据融合,实时发送给地面站遥测接收与存储,可以极大扩充数据样本,从而获取比较准确的试验结论。     

全尺寸旋翼变距拉杆设计及验证技术

为降低直升机旋翼不平衡引起的振动,近几年出现了一种直升机旋翼实时调整（In-Flight Tuning,IFT）系统,通过主动式动态调整变距拉杆长度恢复旋翼系统动平衡状态,以达到减振目的。智能变距拉杆（Smart Pitch Rod,SPR）是IFT系统的执行机构和重要的组成部件,其特点是精度高,载荷大。针对国内首次研究和试制的智能变距拉杆,提出了一种可行的设计方案,经加载台测试验证结果表明其最大推力达到了25000N,控制精度达到了0.01mm以上。在某10吨级直升机旋翼塔上进行的旋翼平衡实时调整试验结果显示,1/rev旋翼振动减少了80%以上。     

基于机载实时处理的振动监控系统设计与实现

针对某型直升机需要对振动信号进行安全监控的问题,设计了一种基于机载实时处理的振动监控系统,以机载振动实时处理设备为核心,并通过MATLAB软件仿真选取最优的算法,利用该系统与原有的测试系统共同实施机载端的振动安全监控,解决了振动信号实时监控中带宽不足的技术难题。试验结果表明,该方案设计合理,具有实时性好、可靠性高的优点,振动数据实时处理结果与事后处理结果基本一致。该系统的成功设计保证了直升机的试飞安全,可推广至其他飞机的飞行试验中使用。     

一种直升机旋翼振动测试方法

为能够有效测量直升机旋翼的振动特性，提出了一种基于三轴MEMS加速度传感器及无线传输技术的直升机旋翼振动测试方法并研制了相应的测试装置。测试系统主要包括三轴MEMS加速度传感器、A/D转换模块、无线传输模块以及PC上位机。无线传输模块将采集的加速度信号发送到振动测试接收电路，再通过串口通信发送到计算机上，计算机软件对加速度信号积分得到位移信号，并通过傅里叶变换得到旋翼振动的幅频特性曲线。在直升机模型上完成了振动测试实验，实验结果表明该方法能有效地对旋翼振动信号进行测试。