本发明专利飞机试飞领域，涉及基于缓冲器压缩行程的支柱式起落架校准载荷确定方法。
背景技术：
飞机起落架外载荷测量通常采用应变电测法进行，主要包括应变计改装、载荷地面校准和飞行实测等关键步骤。其中载荷地面校准至关重要，如何模拟飞机受载为重中之重。由于起落架传力路径单一、机构环节多、结构刚度大、多分量承载耦合复杂、受载随缓冲器行程非线性变化严重等显著特点，缓冲器行程变化对起落架受载有重大影响，这给载荷精确测量带来了巨大难度，因此在校准试验行程大幅变化的条件下有效提高校准载荷量级和结构应变响应、确保载荷校准精度。
在不同行程下，起落架的许多结构部位上的受载应变响应特性有着明显区别。从结构与强度设计角度，通常针对起落架不同使用阶段提出相应的设计载荷与对应压缩工作行程级值，而从载荷测量与飞行角度，需要得出任意行程下的起落架载荷，即载荷和压缩行程的时间历程。如何将设计情况下的某一不同行程下某一特定载荷情况变换到各级行程下的不同校准载荷情况，是起落架载荷校准载荷确定所关注的重点。过去采用将某一不同行程下的特定载荷情况变换到各级行程 下的相同载荷情况，这样的校准载荷情况设计存在着大压缩行程下校准载荷偏小，结构应变响应小，结构响应非线性影响严重等不利影响，从而导致校准精度变差。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于缓冲器压缩行程的支柱式起落架校准载荷确定方法。
本发明提供了一种基于缓冲器压缩行程的支柱式起落架校准载荷确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定校准压缩行程：根据缓冲器压缩行程设计范围0～S，选取0.1S～0.9S作为校准行程范围，以避免校准加载时的缓冲器结构内部损伤和活塞杆上应变计遭受破坏；
2)分级固定压缩行程：根据校准精度要求和试验效率目标，以及起落架结构的载荷设计和预计使用情况，将校准行程范围0.1S～0.9S均匀或不均匀地分为3～5级，如分为0.1S、0.5S、0.9S或0.1S、0.3S、0.5S、0.7S、0.9S或0.1S、0.4S、0.9S或0.1S、0.3S、0.5S、0.8S、0.9S；
3)正交设计校准工况：校准加载载荷工况包括各种单向(如垂向Pz、正/负航向±Px、正/负侧向±Fy)、含垂向的两向组合(如垂向+正/负航向Pz±Px、垂向+正/负侧向Pz±Fy)以及三向组合工况(如垂向+正/负航向+正/负侧向Pz±Px±Fy)，以便真实模拟实际受载情况并达到高精度校准和可靠预测的目的；
4)选定校准载荷工况：根据各种设计载荷情况(含载荷方向、载 荷大小以及对应的压缩行程)，选取设计情况中的最大单向载荷及其对应行程作为确定校准载荷工况的初始来源1；选取设计情况中的多向(垂向+航向，垂向+侧向，航向+垂向+航向)作为扩充校准载荷工况或检验载荷工况的初始来源2；依据试验设施的能力，考虑到试验后起落架装机飞行试验的结构安全需要，选定50～70％设计使用载荷作为各工况校准载荷上限；
5)等效确定校准载荷：鉴于载荷校准时行程变化的现实需要，采用载荷等效原理将选定的50～70％大小的校准载荷工况(某一行程下的某一单向载荷情况)变换映射到各分级行程下的不同大小的单向或两向校准载荷，并应满足起落架固定铰点载荷小于100％设计限制载荷对应的固定铰点载荷。
本发明的优点是：与传统方法相比，依据本专利发明方法可以确定给出满足安全条件的可随压缩行程变化的校准载荷工况集合，对于任何要求校准试验行程下都可给出满意的不超过使用限制的校准载荷，从而可以大幅提高校准载荷量级，提高载荷校准精度，丰富校准载荷工况样本。
本专利所涉及的起落架校准载荷确定方法可用于变缓冲器压缩行程下的支柱式起落架校准载荷工况设计，也适用于含缓冲器的摇臂式起落架，具有广泛的适用性和实用性。
附图说明
图1为支柱式油气缓冲器起落架及其受载示意图。
具体实施方式
1)确定校准压缩行程：根据起落架缓冲器压缩行程设计范围0～S，选取载荷校准行程范围为0.1S～0.9S，避免校准加载时的缓冲器结构内部损伤和活塞杆上应变计遭受破坏；
2)分级固定压缩行程：根据载荷校准精度和试验效率要求，以及起落架结构的载荷设计和预计使用情况，将校准行程范围0.1S～0.9S均匀或不均匀地分为3～5级，如分为Li＝0.1S、0.5S、0.9S(i＝3)或Li＝0.1S、0.3S、0.5S、0.7S、0.9S(i＝5)等；根据起落架结构载荷设计与使用频次情况，将校准行程0.1S～0.9S不均匀地分为Li＝0.1S，0.4S，0.9S或Li＝0.1S，0.3S，0.5S，0.8S，0.9S等；采用对缓冲器放气充满油液的方式实现压缩行程分级固定；
3)正交设计校准工况：为模拟真实受载情况并达到高精度校准和可靠检验的目的，校准加载载荷工况应包括各种单向(垂向Pz，正/负航向±Px，正/负侧向±Fy)、含垂向的两向组合(垂向+正/负航向Pz±Px,垂向+正/负侧向Pz±Fy)以及三向组合工况(垂向+正/负航向+正/负侧向Pz±Px±Fy)；
4)等效确定校准载荷：根据业已完成并通过静力试验的设计载荷情况(含载荷方向、载荷大小以及对应的压缩行程)，选取设计情况中的最大单向载荷及其对应行程作为确定校准载荷工况的初始来源1；选取设计情况中的两向(垂向+航向，垂向+侧向)作为扩充校准载荷工况的初始来源2；依据试验设施 的能力，考虑到试验后起落架装机飞行试验的结构安全需要，选取50～70％(比例系数k，为最大校准载荷与设计使用载荷之比)设计使用载荷作为校准载荷上限；
5)校准载荷等效确定：鉴于载荷校准时行程变化的现实需要，根据载荷等效原理将初选的50～70％大小的校准载荷工况等效映射到各分级行程下的不同大小的单向或两向或三向载荷情况，并应满足起落架固定铰点载荷小于100％设计限制载荷对应的固定铰点载荷。图1所示的支柱式起落架，其映射变换矩阵为式中的三阶方阵。
实施例
校准载荷与设计使用载荷情况的关系见下式。已知某一设计使用载荷情况(Pxlim，Fylim，Pzlim)和对应已知行程L1，支柱式起落架的机轮滚动半径为R0，轮轴长为L0，撑杆与支柱的铰点以下的外筒长度为B，则要确定在要求的校准行程Li(载荷校准行程分级数i＝1～3或i＝1～5)校准载荷(Pxi，Fyi，Pzi)，并且满足L1和Li均在校准行程0.1S～0.9S内，处于校准行程Li的起落架在校准载荷(Pxi，Fyi，Pzi)作用下的铰点Oj(通常起落架主传力结构采用三点铰接静定约束于飞机机身或机翼上，起落架铰接点数为3个，j＝1～3)约束载荷(PxOij，FyOij，PzOij)均不超过使用载荷(Pxlim，Fylim，Pzlim)对应的铰点Oj约束载荷(PxOj，FyOj，PzOj)。