基于飞行载荷分析的直升机动部件故障识别研究

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1、总第166期2011年第1期直升机技术HELIC0f7rERTECHNIQUET0ta】No．166No．1·】20ll文章编号：1673·1220(20l1)0l蜘l旬5基于飞行载荷分析的直升机动部件故障识别研究张功虎1，顾文标2，喻溅鉴2，潘春蛟2，邹静2(1．总参陆航驻景德镇地区军事代表室，江西景德镇333002；2．中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要主传力结构故障的发生、发展必然会反映到相关的载荷上来。以某尾桨故障为例，通过飞行载倚的重复性分析，可以及时捕捉到工作异常；通过相关载荷的动力学特性分析，透过载荷异常的表象，揭露其背后的深层次原因，为故障识别及从根源

2、上提出解决措施提供依据；载荷特性分析方法为结构的试飞安全监控提供了思路。关键词载荷；重复性；动特性中图分类号：V215．5+2文献标识码：AFailureIdentifyStudyonHelicopterRotatingPartBasedonFlightLoadCharacterAnalysisZHANGGonghu1，GUWenbia02，YUJjanjian2，PANChunjia02，zOUJin92(1．A唧M撕onDepan船nt0fdlePLAcends斌MilitaryRepres枷撕ve0伍ceiIlJingde小enRe舀0n，Jingdezhen333002，ch

3、i阻；2．Chi衄HelicopterResearchandDevelopmentIIlstitute，Jingdezhen33300l，China)Abst阳ctFailureoccurrenceandeVolution“fectrelatiVeloadsforprimaryloadingpans．Failureoriginatingandevolvingpmcesseswereshownthrougllrelativeloadanalysisintimeandfkquencyhistoryanddynam：ccharacteristicanalysis．Failuretreatm

4、entswerepresentedaimedatexistentproblemsoffailurearea．Loadcharacteranalysismethodpresentedinthispaperof琵redsomerefer．enceforsafetyinspectionofhelicopternighttests．Keywordsload；repetition；dynamiccharacterO引言直升机以其垂直起降、空中悬停、低空低速飞行等独特的飞行性能，广泛地应用于军事、民用领域。在直升机的飞行过程中，动部件以其特有的工作模式，在复杂的振动环境中承受着高、低频多种类型的

5、疲劳载荷。设计、加工、使用等环节的微小不当或疏忽，都可能引起疲劳问题，导致损伤或破坏发生。当前的直升机故障分析大多基于故障件的检查、设计与制造质量复查等。例如杜娟⋯对故障尾桨叶返厂解剖检查，探讨了尾桨叶的故障原因。郭徽旧。根据故障现象和有关发动机参数数据，讨论了某涡轮发动机涡轮转子卡滞故障发生的原因。艾剑波旧1通过故障检查、设计与制造质量复查分析了尾收稿日期：20lO-10D8作者简介：顾文标(1969一)，男，江苏启东人，硕士，研究员，主要研究方向：直升机疲劳强度。·2·直升机技术总第166期桨变距拉杆关节轴承脱出故障。吕运堂[41对故障发动机分段分解检查和失效分析，阐述了故障现象

6、和造成故障的原因。直升机动部件结构复杂、种类繁多，为避免因各环节微小的失误导致无法挽回的损失，不仅应该在故障发生后分析原因，还应能在故障的早期及时发现各类问题，及时解决隐患。本文以某尾桨故障为例，通过对其故障产生前、故障期间载荷特性变化的分析，研究了一种有效保证结构(动部件)飞行安全的分析方法。l结构破坏的三个阶段结构出现影响飞行安全的破坏过程一般存在萌生、发展、质变三个阶段。如果在早期通过某类特性分析就能捕捉到结构出现了潜在的不良变化，那么就可以将结构破坏消除在萌芽阶段。一般情况下这一点是很难做到的，但仍可以根据结构的某类直观特性的异常情况，及时发现其破坏的风险，采取应对措施。。。

7、载荷水平是结构工作状况良好与否的最直观反映，如果结构存在破坏的趋势，首先会在载荷水平上得到反映。其次，对于设计技术状态冻结的结构，在其使用过程中，载荷的动力学特性是相对稳定的(如频率一般为旋翼转速的整数倍数)，载荷的动力学特性变化也反映结构的工作状况的变化。因此，针对载荷水平及其动力学特性进行的分析，是保证结构飞行安全最有效的手段之一。而飞行载荷也是结构设计验证过程中必须获得的，这也为开展相关的分析工作建立了基础。某型尾桨系统采用复合材料柔性梁连接两片桨叶