無人直升機動力學特性試驗

試驗背景

    國內(nèi)直升機行業(yè)現(xiàn)在正處于蓬勃發(fā)展的時期，無論是民用無人直升機，還是軍用直升機都對直升機的研發(fā)和測試投入很大的人力物力。

    無人直升機的動力學特性對直升機的安全運行，振動和噪聲等的控制至關(guān)重要。本項目對隆華無人直升機的槳葉模態(tài)，機身振動和模態(tài)，槳葉動平衡進行了測試。

    直升機的槳葉在靜止和旋轉(zhuǎn)情況下對其進行模態(tài)試驗，靜止狀態(tài)下的模態(tài)試驗可驗證直升機配對槳葉的一致性。同時，對旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下槳葉進行應(yīng)變模態(tài)分析，將應(yīng)變片預(yù)埋至槳葉內(nèi)部，通過采集槳葉旋轉(zhuǎn)過程中的應(yīng)變信號可進行運行模態(tài)分析。

    對直升機的機身進行模態(tài)分析可得到直升機的動力學參數(shù)，對運行中直升機的抗振設(shè)計有重要的參考意義。

    在進行直升機槳葉安裝時，對槳葉的動平衡進行測試，以驗證槳葉安裝過程中的配重特性。

測試技術(shù)難點

直升機振動數(shù)據(jù)采集

    直升機運行時的寬頻干擾——直升機運行過程中產(chǎn)生強烈的振動和風噪；

    直升機運行時產(chǎn)生的風噪等會引起傳感器的超寬頻響應(yīng)，如果不能有效的濾除傳感器的超高頻響應(yīng)，會引起信號混疊造成信噪比的下降甚至造成數(shù)據(jù)根本不可用。為了解決該問題，除了選擇合適的傳感器外，東方所擁有自己的專利技術(shù)可以有效的消除該混疊引起的干擾。

直升機模態(tài)測試

    EMA模態(tài)識別——直升機機身存在多階密集模態(tài)，需要完整的識別出各階模態(tài)；

    采用MIMO多參考點技術(shù)，在機身上固定多個激勵點，分批移動傳感器，采用東方所的多種模態(tài)擬合方法（PolyIIR、ERA、PolyMax、純模態(tài)算法等），從而獲得直升機機身在靜止狀態(tài)下各階模態(tài)。

    OMA運行模態(tài)識別——需要從直升機運行過程中產(chǎn)生的各種振動信號中提取機身固有頻率，從而識別出機身的各階固有頻率和振型；

    運行過程中的OMA模態(tài)識別需要剔除干擾頻率，采用東方智測的OMA模態(tài)識別軟件可有效的剔除直升機運行過程中的諧波干擾項，提取出直升機的固有頻率和振型。

測試系統(tǒng)

    分析軟件：DASP工程版平臺軟件；MIMO模態(tài)分析；多種模態(tài)分析方法。

    采集硬件：8通道24位INV3062C采集儀；INV MSC-3型中力錘；傳感器：變電容三向加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流位移傳感器

槳葉模態(tài)結(jié)果

    共測得直升機槳葉前10階模態(tài)結(jié)果，部分結(jié)果如下所示。

機身模態(tài)結(jié)果

    共測得直升機槳葉前15階模態(tài)結(jié)果，部分結(jié)果如下所示。