試飛中心載荷校準(zhǔn)虛擬試驗(yàn)技術(shù)投入C919試飛應(yīng)用
機(jī)翼-起落架布局飛機(jī)的翼根載荷校準(zhǔn)是世界航空技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的技術(shù)難題，也是影響C919型號(hào)任務(wù)開展的諸多“攔路虎”之一。日前，航空工業(yè)試飛中心飛機(jī)所首次在國內(nèi)展開基于虛擬試驗(yàn)的翼根載荷校準(zhǔn)方法研究并進(jìn)行了方法驗(yàn)證，目前，該方法已投入C919型號(hào)試飛應(yīng)用。
歷時(shí)一年多時(shí)間，試飛中心飛機(jī)所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)相繼在C919飛機(jī)機(jī)翼載荷校準(zhǔn)虛擬試驗(yàn)建模、機(jī)翼根剖面載荷校準(zhǔn)虛擬試驗(yàn)、載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究等方面取得突破。目前，基于虛擬試驗(yàn)的翼根載荷校準(zhǔn)方法已投入C919型號(hào)試飛應(yīng)用，并為其他型號(hào)的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、優(yōu)化及驗(yàn)證提供幫助。
據(jù)相關(guān)人員介紹，由于C919飛機(jī)為機(jī)翼-起落架布局，所以在機(jī)翼根部的載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)中，如果采用起落架約束方法，校準(zhǔn)過程中起落架對(duì)機(jī)翼根部始終存在未知的作用力。該作用力導(dǎo)致翼根實(shí)際承受的力與作動(dòng)器的加載力相差較大，從而導(dǎo)致翼根載荷模型的誤差較大，無法準(zhǔn)確建立翼根剖面的載荷方程。
2018年，著眼于任務(wù)推進(jìn)、能力提升、專業(yè)發(fā)展，飛機(jī)所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了基于虛擬試驗(yàn)的機(jī)翼-起落架布局飛機(jī)翼根載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)方法，建立了修正的C919機(jī)翼虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，設(shè)計(jì)出虛擬工況和虛擬應(yīng)變電橋，剝離了約束載荷的影響，通過虛擬試驗(yàn)建立了高精度的載荷方程，為C919型號(hào)合格審定載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)提供了有力支撐。此外，與基于虛擬試驗(yàn)的翼根載荷校準(zhǔn)方法研究并行的載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)工況優(yōu)化設(shè)計(jì)在應(yīng)用于C919飛機(jī)載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)后，還有效提高了試驗(yàn)效率、方程精度和經(jīng)濟(jì)性，減少了試驗(yàn)工況，節(jié)省了試驗(yàn)周期。
據(jù)飛機(jī)所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人孟敏介紹，載荷校準(zhǔn)虛擬試驗(yàn)是以CAD/CAE工程軟件為工具、計(jì)算機(jī)硬件為依托，模擬試驗(yàn)加載工況，對(duì)試驗(yàn)部件的有限元模型進(jìn)行加載，計(jì)算分析測(cè)載部位的結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況，并利用真實(shí)載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)虛擬校準(zhǔn)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化迭代，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)試驗(yàn)的外推、試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)以及對(duì)載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)過程模擬演練。在國外，美國曾在YF-12、B-2等飛機(jī)上成功應(yīng)用了載荷校準(zhǔn)虛擬試驗(yàn)技術(shù)，而在國內(nèi)，虛擬試驗(yàn)尚限于對(duì)小部件的部分研究。此次，試飛中心在虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建與修正技術(shù)、基于虛擬試驗(yàn)的機(jī)翼-起落架布局飛機(jī)翼根載荷校準(zhǔn)試驗(yàn)技術(shù)、基于虛擬試驗(yàn)的載荷校準(zhǔn)工況優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)上的創(chuàng)新性突破，不僅填補(bǔ)了相關(guān)技術(shù)空白，項(xiàng)目研究思路及研究成果還可推廣應(yīng)用于其他型號(hào)載荷試飛任務(wù)，豐富了載荷試飛工作的手段和內(nèi)涵，尤其是在模擬和仿真成為重要研究手段的背景下，該項(xiàng)目的仿真技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。
