高清可复制 HB 8681-2021 飞机起落架摆振试验通用要求

　　ICS 49.020 V 42

　　HB 8681-2021

　　飞机起落架摆振试验通用要求

　　General requirements for landing gear shimmy test of aircraft

　　2021-12-22 发布 2022-04-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。

　　本标准主要起草人：刘胜利、杨正权、孙 巍、李 宵。

　　飞机起落架摆振试验通用要求

　　1 范围

　　本标准规定了飞机起落架实验室摆振试验的试验程序、试验要求和试验方法等。

　　本标准适用于运输类飞机，其他飞机可参考使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件， 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GJB 67.9A-2008 军用飞机结构强度规范 第 9 部分：地面试验

　　GJB 67.12A-2008 军用飞机结构强度规范 第 12 部分：文件和报告

　　HB 7584-1998 飞机起落架装置系统规范 术语

　　3 术语和定义

　　HB 7584-1998 确立的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　机械稳定距 mechanical trail distance

　　机轮轴心到起落架缓冲支柱中心线的垂直距离。

　　3.2

　　起落架摆振 landing gear shimmy

　　在飞机滑跑过程中，起落架受到外界激励后，发生绕其定向轴的、以机轮摆动为主的缓慢衰减或发散的自激振动。

　　4 一般要求

　　4.1 试验任务书

　　试验任务书由试验委托方提出，是试验承担方编写试验大纲的重要依据文件。试验任务书内容包括：试验项目名称、试验目的、试验件安装姿态与支持条件、试验参数及其变化范围、试验载荷与试验速度、试验测试要求和试验要求等。其他要求可参考 GJB 67.9A-2008。

　　4.2 试验大纲

　　试验大纲应由试验承担方依据试验任务书及相关标准编制，且须经过适航批准。其他要求可参考GJB 67.12A-2008。试验大纲应包括(但不限于)以下内容：

　　a) 试验名称、性质、地点;

　　b) 试验目的、依据;

　　c) 试验件及技术状态;

　　d) 试验件支持;

　　e) 试验方法;

　　f) 试验测试方案(含测量项目、测量方法、测量传感器以及数据处理方法);

　　g) 试验项目、顺序;

　　h) 试验程序(含适航检查、适航目击);

　　i) 试验设备(含设备能力、控制精度);

　　j) 试验合格判据;

　　k) 试验质量控制(含对试验件、试验设备以及文件资料等控制);

　　l) 试验安全保护措施及紧急预案;

　　m) 试验调试流程;

　　n) 试验参试人员要求;

　　o) 正式试验要求;

　　p) 试验报告编写要求。

　　4.3 试验实施计划

　　试验实施计划应按照“试验任务书”和“试验大纲”等要求制定。对试验件、试验夹具设计、生产周期及试验设备的状态应有充分的预备方案。

　　4.4 试验中断及故障处理

　　试验因试验件故障问题需要中断时应由试验委托方和试验承担方共同研究决定。应查清试验件故障原因，分析机理，明确处理意见。故障排除后要经主管质量部门检查、验收以及适航部门确认后， 方可恢复试验。

　　试验因试验设备故障问题需要中断时应由试验承担方彻底查清原因，明确处理意见。故障排除后要经主管质量、安全部门检查、验收以及适航当局批准后，方可恢复试验。

　　4.5 试验质量控制

　　试验应严格按照相关质量控制文件要求执行，并接受适航检查和目击。

　　4.6 试验安全保护措施与紧急预案

　　试验过程中必须确保参试人员、试验件、试验设备及试验数据安全。对试验过程中可能出现的不安全因素，应制定相应的安全防护措施和紧急预案。

　　5 详细要求

　　5.1 试验目的

　　通过试验室模拟试验确定起落架在地面滑跑(起飞/着陆)过程中所有可能的支柱行程、速度、轮胎气压组合下的摆振稳定性。在设计阶段应尽早发现可能存在的问题，为设计更改提供依据。

　　5.2 试验原理

　　起落架摆振试验基于在模拟飞机滑跑状态的起落架受力条件下，记录和分析起落架在施加瞬态初始扰动后的响应，验证起落架的摆振稳定性。

　　5.3 试验设备

　　起落架摆振试验设备主要由可模拟滑跑速度的大飞轮、电气驱动设备、垂向加载设备、干扰激励设

　　备等组成。试验设备状态均需完好，且应有“完好”状态标识，试验设备应满足以下要求：

　　a) 大飞轮应能模拟飞机滑跑速度，飞轮最高线速度应能满足试验任务要求;

　　b) 垂向加载设备应能通过位控方式模拟飞机地面滑跑过程中起落架支柱行程，设备最大加载能力应能满足试验要求;

　　c) 干扰激励设备应能对机轮施加瞬态冲击，要能产生满足试验要求的初偏角或者激励力。

　　5.4 试验计量器具

　　起落架摆振试验计量器具主要包括：试验用的控制器、数据采集器及各种传感器—角位移传感器、力传感器、压力传感器、位移传感器及加速度传感器等。上述计量器具应满足以下要求：

　　a) 均经过计量技术机构校准/检定合格，在有效期内使用，并有校准/检定证书和合格证;

　　b) 数据采集设备应能满足动态试验测试要求，采样率应不低于 1kHz，抗混滤波频率不低于100Hz;

　　c) 试验用传感器测量精度应优于 1%。

　　5.5 试验件

　　摆振试验件为符合装机条件的飞机起落架，包括支柱、机轮组件及操纵系统(包括减摆器、组合阀)，且均应具有试验委托方提供的产品出厂检验合格证明文件以及适航部门颁发的标签，并按照配套目录清单履行交接手续。

　　试验件技术状态参数应由试验委托方提供，且至少应包括以下五项：

　　a) 起落架缓冲支柱充填压力;

　　b) 起落架缓冲支柱最大行程及支柱静压曲线;

　　c) 轮胎充气压力及静压曲线;

　　d) 前轮操纵减摆系统技术状态(包括最大转弯角度、进回油压力等);

　　e) 阻尼孔大小及数量。

　　5.6 试验夹具及要求

　　试验夹具应能满足试验件安装姿态要求，且需进行强度和刚度校核，确保在使用过程中不产生影响试验结果的变形和损伤。

　　5.7 试验人员

　　所有试验参试人员均应经过严格的专业培训，操作人员须持有效的操作证上岗。

　　5.8 试验条件

　　5.8.1 试验边界模拟

　　摆振试验边界模拟方法分为刚性边界模拟和弹性边界模拟两种。刚性边界模拟指不计及机体及局部连接处弹性影响，即将起落架直接安装在试验台刚性夹具上进行;弹性边界模拟指考虑机体及局部连接处弹性影响，需将起落架安装在专门设计的机体动特性模拟器和局部刚度模拟器上进行。具体模拟方法应根据分析或者任务提出方要求确定。对于机体动特性模拟器和局部刚度模拟器应进行试验验证， 前者应使得实测振动频率与设计值误差控制在±5%以内;后者应使得实测刚度与设计值误差控制在±5%以内。

　　机体动特性内容应当包括对起落架摆振特性具有重要影响的机身模态频率，也即：机体前一阶水平弯曲振动频率、模态与广义质量;机体前一阶扭转振动频率、模态与广义质量。

　　起落架/机体局部连接刚度应包括：起落架/机体局部连接处垂直刚度;起落架/机体局部连接处侧

　　向刚度。

　　5.8.2 试验支柱行程

　　试验时，支柱行程下限取使缓冲器内凸轮脱开所需临界载荷对应的支柱压缩量，支柱行程上限取停机载荷 1.5～2 倍对应的支柱压缩量。试验支柱行程可在其行程范围内按不少于五级进行。在滑跑速度较高时，可适当调整。如果发生摆振， 应适当增加试验行程级数(减小每级行程增量)，直至找出临界行程。实测支柱行程与试验要求值误差应不大于 3%。

　　5.8.3 试验滑跑速度

　　摆振试验速度是指飞机起飞和着陆滑跑过程中所有可能的速度。试验最高速度应为正常着陆速度的1.2 倍(也可选取为失速速度的 1.3 倍)。试验速度可在试验最高速度范围内按不高于 20km/h 的增量分级(也可根据飞机实际需要确定)。如果发生摆振，逐级减小速度增量直至找出临界速度。

　　5.8.4 试验干扰激励

　　干扰激励设备应能对起落架施加足够大的单冲击载荷或初偏角。干扰激励载荷应能克服支柱扭转摩擦和机轮侧向摩擦约束。激励点应选在能使起落架产生最大激励响应的位置。 一般加在起落架轮轴端或在距起落架支柱最远处。为了避免影响起落架的恢复运动， 干扰激励设备释放速度应比起落架机轮回中的更快。

　　5.8.5 轮胎充气压力

　　试验轮胎充气压力应至少按三种不同充气压力试验，对于双轮结构的机轮还应考虑非对称轮胎气压的影响。具体压力确定可根据轮胎刚度阻尼试验及试验委托方要求确定。

　　5.8.6 阻尼孔

　　在需要进行调整减摆系统阻尼孔大小的摆振试验中，阻尼孔大小应至少选取三种不同尺寸。阻尼孔尺寸具体可参考减摆系统阻尼性能试验或试验委托方要求确定。

　　5.9 试验方法

　　按照摆振试验大纲规定的试验项目和内容，检查起落架状态和机轮充气压力，启动设备并调节飞轮速度达到试验速度，利用加载系统按预定起落架支柱压缩行程把起落架压在旋转的大飞轮上。利用干扰机构给起落架施加初始干扰，数据采集系统记录试验过程的全部响应数据。每级支柱行程按照上述过程完成所有速度工况试验。根据起落架操纵减摆系统状态，按照以下方法分别进行试验：

　　减摆状态：当起落架滑跑稳定后，利用干扰机构给机轮施加瞬间冲击激励，机轮偏转角应控制在2˚ ~6 ˚ (对于大稳定距起落架可适当减小)范围内确定。

　　操纵状态 1：操纵减摆系统处于操纵状态。当起落架滑跑稳定后， 通过干扰机构给机轮施加瞬态冲击激励力，大小应与减摆状态下激励载荷相当。

　　操纵状态 2：操纵减摆系统处于操纵状态。当起落架滑跑稳定后， 通过操纵减摆系统主动操纵前机轮偏转最大不超过-5˚ 或+5˚。

　　5.10 试验测量项目及记录

　　摆振试验测量项目应包括起落架铰点的垂直载荷、侧向载荷、航向载荷、机轮偏摆角、减摆器两腔压力、机轮轮轴端部侧向加速度、起落架铰点处侧向加速度、支柱压缩量、吊篮重心位移等。每次试验过程应完整记录各参数变化，且记录时间应不少于 2s。

　　6 试验结果评定及处理

　　在试验结果分析时，摆振稳定性按以下方法判定：给起落架施加激励，当这种初始扰动消失后，起落架摆振幅度经 3 个周期后衰减到初始扰动的 1/4 或更小，则认为起落架系统具有足够稳定度;否则为稳定度不足。

　　如果发生摆振，应根据试验记录曲线确定摆振频率、幅度和其他测量参数。根据测量参数变化及摆振特征分析，确定摆振类型，分析发生摆振的原因，采取防摆措施，最终经试验验证起落架系统达到摆振稳定性要求。

　　7 试验报告

　　试验报告内容应包括(但不限于)以下内容：

　　a) 试验名称、性质、时间、地点;

　　b) 试验目的;

　　c) 试验依据;

　　d) 试验件及支持;

　　e) 试验项目、顺序;

　　f) 试验测量方法;

　　g) 试验过程;

　　h) 试验结果(含试验数据、曲线、图表、照片、无损检测结果等);

　　i) 试验结果分析;

　　j) 试验结论等。

　　试验报告应严格按照有关技术文件规定编写，内容真实、可靠，审签手续齐全。