民用飞机电传飞控作动系统设计与工程运用

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目前国内在民用飞机作动系统研发方面缺乏可参考的设计流程和成功的先例,研发新型民用飞机作动系统时存在流程不科学、权衡研究不充分和先期工程建模分析不足的问题。本文根据实际工程项目研制历程,属于国内首次系统全面地梳理总结了以取得适航证为要求的民机作动系统研制的重要环节和完整流程[1,2];提出了一种基于液压部件模型的简单实用的便于工程人员使用的联合仿真方法,用于对初步设计的电液伺服作动器进行主要性能的分析。在所从事的实际工程研究项目中,首先从作动系统类型选型分析开始,为后期开展具体方案研究工作进行了铺垫。在完成选型分析初步确定作动系统的大致方案后,自顶向下地梳理总结了在民用飞机作动系统研制时要求遵循的工业规范,构建了作动系统的顶层规范。随后通过进行若干重要权衡研究确定了作动系统的方案;通过建立自飞机级向系统级分解的需求捕获和分解的流程[2],获取了必要的设计需求。本文以项目中的方向舵作动器为例,根据上述流程中获取的设计需求,描述了作动器的初步设计和部件选用。在作动器性能分析工作中,作者根据射流管式伺服阀的工作原理,推导了关键部件射流管式电液伺服阀的数学模型,并使用AMESim软件构建了基于初步设计后的液压部件的仿真模型[3],联合Matlab软件Simulink模块构建控制回路[4],对初步设计完的方向舵作动器进行了主要性能的仿真分析。分析表明,该初步设计能较好得满足设计需求。本文采用已有的数据对仿真方法的准确度进行了验证,结论为该方法具有较高的准确度。本文所总结梳理的设计研发流程,以及快速仿真分析方法,具有先进性和实用性,对民用飞机飞控作动系统的研究与工程应用工作具有开创性的指导意义。
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