大型飞机机动载荷减缓控制系统设计与仿真

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1、第2卷第3期航空工程进展Vo1．2NO．32011年8月ADVANCESINAERONAUTICAISCIENCEANDENGINEERINGAug．2O11文章编号：1674—8190(2011)03—344—05大型飞机机动载荷减缓控制系统设计与仿真吕呖，万小朋(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：为了有效降低飞机机翼根部弯矩和减轻结构重量，针对我国大型飞机中的机动载荷减缓控制系统进行了设计与仿真分析验证，根据实际飞机结构特点提出了一种传感器布局方案，建立了升降舵、副翼、扰流片等独立偏转的仿真分析模型，在常规控制律

2、的基础上，基于控制分配方法进行直接升力控制，仿真结果表明：所设计的系统能够实现机动载荷的减缓，并使得飞机法向过载降低21．7。关键词：大型飞机；机动载荷减缓；直接升力控制；控制分配方法中图分类号：V249文献标识码：AManeuverLoadAlleviationControlSystemDesignandSimulationforaLargeAircraftLuYang，WanXiaopeng(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072

3、，China)Abstract：Theapplicationofaircarft’SManeuverLoadControl(MIC)systemcanreducethestructureloadandweightofaircraftwings．InthispaperpresentaMLCsystemispresentedforthenewcivilaircraftinresearc—hingofChinaandasimulationanalysisiscarriedouttOvalidatethesystemproposed．T

4、hesimulaitonmodecomesoutfromanactuallargeaircraftswhosecontrolsurfacescandeflectindependentlyandthefunctionofMICsystemisfulfilledbythelayout，whichisrealizedbycontrollingthedistributionmethods，withtherea—sonablyarrangedsensors．Thesimulationresualtshowsthat：theMLCsyste

5、miseffectiveandthetheaircraft’soverloadinZdirectioncanbereduced21．7．Keywords：largeaircraft；maneuverloadcontrol；directliftcontrol；controlallocationmethod在某型飞机中通过应用机翼载荷减缓系统使得翼0引言根处弯矩减少了8．6，机翼结构重量减轻大型飞机的机动载荷减缓是目前我国大飞机780kg，占机翼重量的5．3_2。研究的重要课题。机动载荷减缓控制的主要目的由此可见，机动载荷减缓控制能

6、够在保证飞机是通过控制机翼上的载荷分布来达到减小翼根处结构安全的条件下，有效的减轻结构重量，因此对的弯曲力矩，从而减轻机翼的结构重量和机动飞行于我国正在进行大飞机的研究工作而言，开展机动时疲劳载荷，最终可以提高商载能力和增加飞行航载荷减缓系统的设计工作具有非常重要的工程实程口]。目前国外对于机动载荷减缓已经有了深入用价值和经济意义。的研究并取得了一定的收益，采用了机动载荷控制1机动载荷减缓原理技术的B一52飞机比常规的B一52在过载等于1g的动作下，翼根弯矩减少4O；此外美国波音公司采用机动载荷减缓控制进行设计，就是根据飞机的机

7、动状态，操纵机翼上的增升装置，对机翼上的机动载荷进行重新分布，在保持总的升力不变的收稿日期：2011-0516；修回日期：2011-0806情况下，使机翼的升力向翼根处集中，这样，合成升通信作者：吕砀，Iv>r@avic．COITI．cn第3期吕肠等：大型飞机机动载荷减缓控制系统设计与仿真345力对翼根的力臂减小，从而把机翼翼根处的弯矩降2．3控制方案了下来，在相同保险系数条件下，机翼的结构重量也就可以减轻了，以改进飞机的机动性能，提高飞机动载荷控制系统可以采用两种控制方案，分机的巡航经济性。别是开环控制方案和闭环控制方案。本文

8、的方案为了减小机动时翼根弯矩的增大，有必要在飞属于后者，通过测量过载增量An或翼根弯矩的增机进行机动时，通过控制相应的操纵面，重新分布量，作为反馈信号以形成闭环控制。其原理方框图机翼的升力。在主动调节飞机机翼上的载荷的分如图1所示。布，以达到所要求的性能的过程中