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1.6 飞机结构规范和标准对载荷/环境谱的要求

我国目前有两部飞机结构规范和标准对载荷/环境谱提出了设计和验证要求:一是GJB775.1-89《军用飞机结构完整性大纲 飞机要求》;二是GJB67A-2008《军用飞机结构强度规范》,该规范于2008年公布,它代替了1985年版国军标《军用飞机强度和刚度规范》。

1.6.1 军用飞机结构完整性大纲要求

GJB775.1-89《军用飞机结构完整性大纲 飞机要求》规定了军用飞机结构完整性大纲的五大任务,具体见表1-2。

表1-2 军用飞机结构完整性大纲任务(摘自GJB775.1—89)

在表1-2的五大任务中,有四大任务都对载荷/环境谱提出了要求,其中,在任务Ⅱ“设计分析和研制试验”中,提出了编制设计使用载荷谱和化学/热/气候环境谱的要求;在任务Ⅲ“全尺寸试验”中,提出了编制设计使用飞—续—飞载荷/环境谱来实施飞机机体结构耐久性试验;在任务Ⅳ“部队管理资料”和任务Ⅴ“部队管理”中,提出了飞机使用载荷/环境谱测量和编制要求。

1.6.2 军用飞机结构强度规范要求

GJB67A-2008《军用飞机结构强度规范》由13个部分(分规范)组成,见表1-3,其中有5个部分直接对载荷/环境谱提出了具体要求,这5个部分是《重复载荷、耐久性和损伤容限》、《振动和航空声耐久性》、《地面试验》、《飞行试验》和《文件和报告》。其中,GJB67.6A-2008《重复载荷、耐久性和损伤容限》分规范对载荷谱/环境提出了最为具体的要求。

(1)“承制方应根据设计使用寿命和设计使用方法编制设计使用载荷谱。对于耐久性设计,应编制耐久性设计使用载荷谱……。对于损伤容限设计,应编制损伤容限设计使用载荷谱……”。

表1-3《军用飞机结构强度规范》组成

(2)“承制方应根据设计使用寿命和设计使用方法编制化学/热/气候环境谱。环境谱中应包括所有重要的腐蚀环境。”

(3)“在设计使用载荷谱中应适当地考虑所编制的环境谱,并形成设计使用载荷/环境谱,以用于耐久性/损伤容限设计、分析和试验验证。”

(4)“编制使用载荷谱应考虑所有重复载荷源。”这些重复载荷源包括机动载荷,阵风载荷,机动和阵风组合载荷,地面载荷(着陆撞击、弹射起飞、着舰、地面滑行、刹车、转弯、牵引等),水面载荷,抑制系统(主动振荡控制、阵风减缓、颤振抑制、地形跟踪等),抖振,外挂,气密座舱,振动和航空声,可动结构的重复操作,整体油箱,配重,操纵系统输入等。

(5)“应由耐久性设计使用载荷谱导出耐久性飞—续—飞试验谱”,以用于全尺寸耐久性试验和分析;“应由损伤容限设计使用载荷谱导出损伤容限飞—续—飞试验谱”,以用于全尺寸损伤容限试验和分析。

(6)在该规范“部队管理”条款中,规定应进行如下三个阶段的载荷/环境谱测量:

① 在新机定型试飞期间开始收集和处理重复载荷数据,以用于对设计使用载荷谱作初步验证。

② 在早期交付使用的飞机中,至少应安排一架飞机进行专门的飞机载荷/环境谱测量,以用于编制最初的基准使用谱,具体要求见GJB 67.10A-2008。

③ 应计划在所有服役飞机上安装仪器来测量诸如速度、加速度、姿态、燃油使用、温度、应变等参数。作为部队管理任务的一部分,由使用方搜集10%~20%的使用数据,这些数据应用做编制基准使用谱。数据采集应从第一架使用飞机交付开始。当飞机的使用方法发生明显改变而要求更改基准使用谱时,该数据还可用作检测。如果单机跟踪大纲可获得足够的数据来编制基准使用谱和检测使用方法的明显改变,则本款所述的载荷/环境谱测量大纲(或其后续部分)可以不作要求。

1.6.3 民用飞机适航标准要求

目前,有两部民用飞机适航标准对飞机结构载荷、载荷谱及飞机疲劳强度等提出了设计和验证要求,一部是《中国民用航空规章》第23部CCAR23《正常类、实用类、特技类飞机适航标准》;另一部是第25部CCAR25《运输类飞机适航标准》。在这两部标准中,其中,“C部分 结构”、“D部分 设计和构造”及“G部分 使用限制和资料”中,都有上述相关内容的规定。 LF0/JBZWuaGZMb/TUJlbjifDJ99logtbJAhuumDyhSfBjxEV7LeZ9Z2E51M6Sf4x

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