一种飞机拦阻钩载荷谱编制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空工程技术领域，具体涉及一种飞机拦阻钩载荷谱编制方法。
【背景技术】
[0002] 拦阻钩是装在飞机尾部在降落时钩住地面或舰上拦阻索使飞机迅速停下来的钩 状装置。是飞机能够实现拦阻着舰的关键部件，由于飞机着舰时的动能大，拦停距离短，所 以拦阻钩承受的载荷较大。现有技术中，还没有编制过飞机拦阻钩载荷谱，为了保证拦阻钩 在承受严酷载荷下的寿命，需对拦阻钩进行寿命分析和疲劳试验验证，所以编制能够代表 拦阻钩实际受载情况的载荷谱是必不可少的。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出了一种飞机拦阻钩载荷谱编制方法，在研究飞机 拦阻钩受力特性的基础上，以少量飞机拦阻着舰(陆)实测数据为基础，结合舰载飞机强度 和刚度规范，对实测数据进行统计、处理，最后编制出拦阻钩载荷谱。
[0004] 本发明飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于，包括：
[0005] S1、实测所述拦阻钩的多个拦阻载荷并将其转化为过载；
[0006] S2、绘制拦阻过载的累积频率曲线，并对曲线进行最大值修正以及圆滑处理；
[0007] S3、将修正后的拦阻过载分布用Miner线性累积损伤理论向轻、重两级过载进行等 损伤折算，得到90%的轻拦阻过载谱和10%的重拦阻过载，并给出一次拦阻的载荷曲线。
[0008] 优选的是，所述拦阻载荷包括飞机着陆时的拦阻载荷以及飞机着舰时的拦阻载 荷。
[0009] 在上述方案中优选的是，对多个飞机着陆时的拦阻过载与多个着舰时的拦阻过载 分别求平均值，若两者平均值差值大于阈值，则对飞机着陆与着舰分别编制载荷谱。
[0010] 在上述方案中优选的是，所述阈值为0.5。
[0011] 在上述方案中优选的是，在所述步骤S3中，等损伤折算公式如下：
[0012]
[0013] 式中:Ad--折算后的当量次数；
[0014] Xai--各级幅值过载；
[0015] A,一一各级幅值过载出现次数；
[0016] xak--确定的折算级的幅值过载；
[0017] m--拟合的S-N曲线斜率。
[0018] 本发明根据拦阻钩的实际使用情况和受力特性，在依据少量实测数据的基础上， 依据飞机强度和刚度规范，建立了一种拦阻钩载荷谱编制方法，有利于工程人员对拦阻钩 进行寿命分析和疲劳试验验证，从而确定拦阻钩的使用寿命。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明飞机拦阻钩载荷谱编制方法的一优选实施例的飞机着陆时过载累积 频率曲线示意图。
[0020] 图2为本发明飞机拦阻钩载荷谱编制方法的一优选实施例的飞机着舰时过载累积 频率曲线示意图。
[0021 ]图3为本发明飞机拦阻钩载荷谱编制方法的一优选实施例的载荷谱示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0023]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护 范围的限制。
[0024] 本发明飞机拦阻钩载荷谱编制方法，主要包括以下步骤：
[0025] S1、实测所述拦阻钩的多个拦阻载荷并将其转化为过载；
[0026] S2、绘制拦阻过载的累积频率曲线，并对曲线进行最大值修正以及圆滑处理；
[0027] S3、将修正后的拦阻过载分布用Miner线性累积损伤理论向轻、重两级过载进行等 损伤折算，得到90%的轻拦阻过载谱和10%的重拦阻过载，并给出一次拦阻的载荷曲线。 [0028]可以理解的是，所述过载为作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重 力之比称为飞机的过载。飞机所能承受过载的大小是衡量飞机机动性的重要参数。过载越 大，飞机的受力越大，为保证飞机的安全，飞机的过载不能过大。飞行员在机动飞行中也会 因为过载大于一或者小于一而承受超重和失重。飞行员所能承受的最大过载一般不能超过 8〇
[0029] 本实施例中，经过实测与转换得到的着陆重量与过载峰值之间的关系，以及着舰 重量与过载峰值之间的关系见下表1。
[0030] 表1拦阻过载
[0031]
[0032]
[0033] 本实施例中个，对多个飞机着陆时的拦阻过载与多个着舰时的拦阻过载分别求平 均值，若两者平均值差值大于阈值，则对飞机着陆与着舰分别编制载荷谱。比如，所述阈值 为0.5。上表在给出过载表格之后，还需要对着陆及着舰的过载分别计算平均值和最大、最 小值，上表1最后3列以给出。拦阻着陆过载均值为n x=3.56，最大值为nxmax = 5.03。拦阻着舰 的过载均值为nx = 2.69，最大值为ηχ^χ = 3.99。拦阻着陆过载值大于拦阻着舰，因此，需要分 别编制拦阻着陆与拦阻着舰拦阻钩载荷谱。
[0034] 之后，分别绘制拦阻着陆与拦阻着舰的过载累积频率曲线，然后对实测的拦阻过 载累积频率曲线进行修正。具体修正方法为:对于拦阻着陆过载累积频率曲线，主要是降低 最大值，将曲线进行圆滑处理，修正后的拦阻过载最大值按飞机设计指标取η_ χ = 4.5。对 于拦阻着舰过载累积频率曲线，进行圆滑处理。修正后的过载累积频率曲线分别见附图1和 附图2。需要说明的是，在图1及图2中，y轴为过载值，X轴为过载出现的次数累计，比如χ = 1000，y = 2.2,则表示，过载2 2.2的次数为1000次，同理，图1中4 = 100，实测7 = 4.7，表示 过载2 4.7的次数为100次。修正后的拦阻过载出现频数见表2。
[0035] 表2修正后的拦阻过载
[0036]
[0037]
[0038] 根据规范GJB2754-96中的规定，将拦阻过载分为轻、重两级，并确定轻、重两级过 载出现次数的比例为〇.9:0.1。利用Miner线性累积损伤理论将修正后的拦阻过载向轻、重 两级过载进行等损伤折算。公式如下：
[0039]
xafc J
[0040] 式中:Ad--折算后的当量次数；
[0041 1 Xai一一各级幅值过载；
[0042] A,一一各级幅值过载出现次数；
[0043] Xak一一确定的折算级的幅值过载；
[0044] m--拟合的S-N曲线斜率，经计算为m = 5。
[0045] 为保证折算后的轻、重两级过载次数的比例为0.9:0.1，经过试算，将陆地上拦阻 的第1~第22级过载往nx = 3.5级上折算后次数约为900次。将第23~第24级过载往nx = 4.5 级上折算后次数约为100次。所以，可将拦阻过载分为如下两个级别：
[0046] nx=3.5，一次拦阻出现频次为0.9次。
[0047] nx=4.5，一次拦阻出现频次为0.1次。
[0048]同理，将航母拦阻的第1~第9级过载往nx = 2.5级上折算后次数约为900次。将第 10~第15级过载往nx = 3.5级上折算后次数约为100次。所以，可将拦阻过载分为如下两个 级别：
[0049] nx= 2.5，一次拦阻出现频次为0.9次。
[0050] nx=3.5，一次拦阻出现频次为0.1次。
[00511 根据规范GJB2754-96，对于90 %的拦阻着舰，侧向过载nz = 0.6，另外10 %的拦阻 着舰，侧向过载nz = 1.0。载荷谱排列时，综合考虑各种因素，以200次拦阻为1个谱块，排列 见表3。
[0052]表3拦阻钩载荷谱的排列
[0053]
[0054] 分别将航向过载nx和侧向过载nz乘以飞机的重量后即得到拦阻钩的航向载荷和侧 向载荷，P为拦阻钩上航向载荷和侧向载荷的合力，当求出合力之后，更加规范，制作出实际 操作的载荷谱，典型的一次拦阻的拦阻钩载荷谱见附图3。
[0055] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于，包括： 51、 实测所述拦阻钩的多个拦阻载荷并将其转化为过载； 52、 绘制拦阻过载的累积频率曲线，并对曲线进行最大值修正以及圆滑处理； 53、 将修正后的拦阻过载分布用Miner线性累积损伤理论向轻、重两级过载进行等损伤 折算，得到90%的轻拦阻过载谱和10%的重拦阻过载，并给出一次拦阻的载荷曲线。2. 如权利要求1所述的飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于:所述拦阻载荷包括飞 机着陆时的拦阻载荷以及飞机着舰时的拦阻载荷。3. 如权利要求2所述的飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于:对多个飞机着陆时的 拦阻过载与多个着舰时的拦阻过载分别求平均值，若两者平均值差值大于阈值，则对飞机 着陆与着舰分别编制载荷谱。4. 如权利要求1所述的飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于:所述阈值为0.5。5. 如权利要求1所述的飞机拦阻钩载荷谱编制方法，其特征在于:在所述步骤S3中，等 损伤折算公式如下： ?? γ1 Ad=ZA. ? V 入 ak J 式中:Ad-一折算后的当量次数； Xai 各级幅值过载； Μ-一各级幅值过载出现次数； Xak 确定的折算级的幅值过载； m--拟合的S-N曲线斜率。
【专利摘要】本发明公开了一种飞机拦阻钩载荷谱编制方法，属于航空工程技术领域。所述方法包括首先实测所述拦阻钩的多个拦阻载荷并将其转化为过载；其次绘制拦阻过载的累积频率曲线，并对曲线进行最大值修正以及圆滑处理；最后将修正后的拦阻过载分布用Miner线性累积损伤理论向轻、重两级过载进行等损伤折算，得到90％的轻拦阻过载谱和10％的重拦阻过载，并给出一次拦阻的载荷曲线。本发明根据拦阻钩的实际使用情况和受力特性，在依据少量实测数据的基础上，依据飞机强度和刚度规范，建立了一种拦阻钩载荷谱编制方法，有利于工程人员对拦阻钩进行寿命分析和疲劳试验验证，从而确定拦阻钩的使用寿命。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105468853
【申请号】CN201510845550
【发明人】卢学峰, 姚念奎, 杜金柱, 孟凡星
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月26日