飞行器的可靠性试验剖面的生成方法和装置与流程

1.本发明属于航空技术领域，具体涉及到一种飞行器的可靠性试验剖面的设计方法和装置。


背景技术：

2.现有可靠性试验的试验剖面多按照gjb 899a推荐的试验剖面设计，选取大占比的典型任务剖面来设计，较为简单。
3.对于涡桨类飞机中任务剖面少或各任务剖面较相似的飞机是适用的，但对于任务剖面多且各任务剖面之间差别较大的飞行器而言可借鉴性较差。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种飞行器的可靠性试验剖面的设计方法和装置，缓解了现有方法对于任务剖面多且各任务剖面之间差别较大的飞行器而言可借鉴性较差的问题。
5.本发明第一方面提供了一种飞行器的可靠性试验剖面的生成方法，包括：
6.确定飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的环境剖面类别；
7.确定飞行器的环境参数，环境参数包括如下中的至少一项：温度、湿度、振动和电应力；
8.根据飞行器的各任务剖面的占比以及飞行器的环境参数，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，作为各环境剖面类别下的可靠性试验剖面。
9.一种可能的实现方式中，确定飞行器的各任务剖面的占比，包括：
10.根据飞行器所执行的任务，确定飞行器的所有任务剖面；
11.根据飞行器的所有任务剖面，确定各任务剖面的占比。
12.一种可能的实现方式中，确定飞行器的环境剖面类别，包括：
13.根据飞行器的结构，获取飞行器的环境剖面类别；
14.环境剖面类别包括气密类和/或非气密类。
15.一种可能的实现方式中，在环境参数为温度时，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
16.对于每一环境剖面类，按照飞行器的gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》要求，获取飞行器的各任务剖面下的温度取值；
17.根据飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的各任务剖面下的温度取值，获取飞行器的各环境剖面类别下的温度取值。
18.一种可能的实现方式中，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
19.按照飞行器的gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》要求，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的湿度和振动的取值。
20.一种可能的实现方式中，在环境参数为电应力时，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
21.根据可靠性试验的试验要求，获取飞行器的标称电压、上限电压、下限电压；
22.将飞行器的标称电压、上限电压和下限电压，作为单次循环试验时长范围内的第一时间段、第二时间段和第三时间段内的各环境剖面类别下的电应力的取值；第一时间段、第二时间段和第三时间段构成单次循环试验时长范围内。
23.本发明第二方面提供一种飞行器的可靠性试验剖面的生成装置，用于实现上述第一方面提供的方法，该装置包括：
24.占比获取模块，用于确定飞行器的各任务剖面的占比；
25.类别获取模块，用于确定飞行器的环境剖面类别；
26.参数获取模块，用于确定飞行器的环境参数，环境参数包括如下中的至少一项：温度、湿度、振动和电应力；
27.试验剖面获取模块，用于根据飞行器的各任务剖面的占比以及飞行器的环境参数，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，作为各环境剖面类别下的可靠性试验剖面。
28.一种可能的实现方式中，占比获取模块，用于根据飞行器所执行的任务，确定飞行器的所有任务剖面，根据飞行器的所有任务剖面，确定各任务剖面的占比。
29.一种可能的实现方式中，类别获取模块，用于根据飞行器的结构，获取飞行器的环境剖面类别，环境剖面类别包括气密类和/或非气密类。
30.一种可能的实现方式中，试验剖面获取模块，用于在环境参数为温度时，对于每一环境剖面类，按照飞行器的gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》要求，获取飞行器的各任务剖面下的温度取值；根据飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的各任务剖面下的温度取值，获取飞行器的各环境剖面类别下的温度取值。
31.本发明提供了一种飞行器的可靠性试验剖面的生成方法和装置，该方法包括：确定飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的环境剖面类别；确定飞行器的环境参数，环境参数包括如下中的至少一项：温度、湿度、振动和电应力；根据飞行器的各任务剖面的占比以及飞行器的环境参数，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，作为各环境剖面类别下的可靠性试验剖面。
附图说明
32.图1为本发明提供的飞行器的可靠性试验剖面的生成方法的流程示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明提供的飞行器的可靠性试验剖面的生成方法和装置进行介绍。
34.图1为本发明提供的飞行器的可靠性试验剖面的生成方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的飞行器的可靠性试验剖面的生成方法包括：
35.s1、确定飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的环境剖面类别。
36.示例性的，确定飞行器的各任务剖面的占比，可以包括：
37.步骤11、根据飞行器所执行的任务，确定飞行器的所有任务剖面。
38.例如，飞行器为民用载客飞机，飞行器所执行的任务通常包括：载客飞行剖面和训练飞行剖面，任务剖面主要包括：起落飞行时间、起落数和占总飞行时间/总起落数的占比。
39.步骤12、根据飞行器的所有任务剖面，确定各任务剖面的占比。
40.下表1为一种可能的剖面的使用比例。
41.表1
[0042][0043]
示例性的，确定飞行器的环境剖面类别，可以为根据飞行器的结构，获取飞行器的环境剖面类别。其中，环境剖面类别包括气密类和/或非气密类。
[0044]
例如，对于民用载客飞机、运输机，均包括驾驶舱，载客/货舱、设备舱等等。其中驾驶舱、载客舱为气密舱，载货舱、设备舱为非气密舱。
[0045]
s2、确定飞行器的环境参数，环境参数包括如下中的至少一项：温度、湿度、振动和电应力。
[0046]
根据可靠性试验要求，确定飞行器的环境参数。
[0047]
例如，气密舱和非气密舱两类环境剖面中振动、湿度和电应力环境相同，温度环境剖面不同。
[0048]
温度环境剖面：气密舱采用空调冷却，温度环境按飞机设计环境选取。非气密舱采用冲压空气冷却，温度环境按标准规定插值计算得出。
[0049]
湿度环境剖面：按照gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》的要求，得到湿度环境剖面。
[0050]
振动环境剖面：根据振动实测数据处理结果或借鉴相似机型振动实测数据处理结果，采用估计应力方法，得到振动环境剖面。若无振动实测数据处理结果，按照gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》的要求得到振动环境剖面。
[0051]
电应力环境剖面：产品在每次通电时，按设备相关规范规定的输入电压按标称电压、上限电压、下限电压转换。
[0052]
s3、根据飞行器的各任务剖面的占比以及飞行器的环境参数，获取单次循环试验
时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，作为各环境剖面类别下的可靠性试验剖面。
[0053]
可选的，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
[0054]
按照飞行器的gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》要求，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的湿度和振动的取值。
[0055]
例如，按照gjb899a的要求，仅在每一循环中的热天地面阶段期间注入湿气，从地面不工作阶段开始即保持露点温度，直到热天地面工作结束。其他阶段不注入湿气，湿度不加控制。
[0056]
例如，借鉴相似飞机的振动实测数据处理结果，采用估计应力方法。相似飞机的振动实测数据处理后功率谱为随机加正弦。振动环境主要是由发动机引起，发动机转速恒定，正弦振动频率是固定的，量值主要受功率变化的影响。中空6km巡航直接使用相似飞机8km巡航高度对应的振动量值。经合并处理可靠性试验剖面振动应力包括起飞、爬升、巡航、着陆四种不同量值。根据任务剖面计算的不同任务加权平均持续时间，合成振动应力。如下表2为一种可能的不同任务加权平均持续时间。
[0057]
表2
[0058][0059]
可选的，在环境参数为电应力时，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
[0060]
根据可靠性试验的试验要求，获取飞行器的标称电压、上限电压、下限电压；将飞行器的标称电压、上限电压和下限电压，作为单次循环试验时长范围内的第一时间段、第二时间段和第三时间段内的各环境剖面类别下的电应力的取值；第一时间段、第二时间段和第三时间段构成单次循环试验时长范围内。
[0061]
例如，第一时间段、第二时间段和第三时间均分了单次循环试验时长，各占单次循环总通电时间的1/3。
[0062]
可选的，在环境参数为温度时，获取单次循环试验时长范围内飞行器的各环境剖面类别下的各环境参数的取值，包括：
[0063]
对于每一环境剖面类，按照飞行器的gjb 899a—2009《可靠性鉴定和验收试验》要求，获取飞行器的各任务剖面下的温度取值；
[0064]
根据飞行器的各任务剖面的占比，以及飞行器的各任务剖面下的温度取值，获取飞行器的各环境剖面类别下的温度取值。
[0065]
例如，气密舱在空调冷却系统启动后可控温度为16～30℃，地面工作环境温度
为－45℃～+60℃、地面贮存环境温度为－55℃～+70℃。气密舱温度环境剖面地面阶段根据工作和贮存环境确定，冷天温度为16，热天温度为30℃，温度变化率均为5℃/min。非气密舱采用冲压空气冷却，温度环境按标准规定插值计算得出。各剖面温度环境见表3～表7。
[0066]
表3剖面a温度环境剖面(任务比55.92％)
[0067][0068]
表4剖面b温度环境剖面(任务比24.32％)
[0069][0070]
表5剖面c温度环境剖面(任务比11.2％)
[0071][0072][0073]
表6剖面d温度环境剖面(任务比8.27％)
[0074][0075]
表7剖面e温度环境剖面(任务比0.29％)
[0076][0077][0078]
根据计算出的热、冷天各任务的温度值。根据各个任务在总任务中的任务比得出
各个任务在总任务中的加权时间。冷、热天温度值汇总见表8、表9。
[0079]
表8冷天温度值汇总
[0080]
序号温度值(℃)总加权持续时间(min)1
‑
44.514.22
‑
43.120.33
‑
39.710.14
‑
38.80.025
‑
34.123.96
‑
31.6111.37
‑
31.0175.18
‑
30.823.19
‑
30.29.4
[0081]
表9热天温度值汇总
[0082][0083][0084]
根据汇总值确定冷天和热天的最高、最低和加权温度值。冷天和热天最大值和最小值持续时间基本遵循计算值结果。冷天温度合成参考值见表10，热天温度合成参考值见表11。计算出的环境剖面中温度变化率均小于5℃/min，根据标准试验剖面中所有温度变化率均为5℃/min。温度变化率合成参考值见表12。
[0085]
表10
[0086][0087]
表11
[0088][0089]
表12
[0090][0091]
剖面试验总时间设计：根据按标准计算结果，冷、热天任务最大值、最小值和加权值三个温度台阶总持续时间为389min，温度变化持续时间为58.8min,剖面热、冷天地面时间各60min,总试验剖面时间计算值为389
×
2+60
×
2+58.8＝954.8min，取整为960min。试验剖面温度台阶变化顺序为冷天地面
→
冷天加权值
→
冷天最大值
→
冷天最小值
→
热天地面
→
热天加权值
→
热天最大值
→
热天最小值
→
冷天地面，试验剖面一个循环总试验时间为960min合16h。