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LMS Test.Lab让空中客车更安全

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颤振一直被认为是飞机制造过程中最大的难题之一。但空中客车已经找到了（软件层面上的）应对之道：振动噪声试验解决方案。

自1974年以来，空中客车已累计向大约430家客户和运输机构售出了超过10000驾飞机，业已交付了超过6500驾。空中客车的产品线范围涵盖了从107座到525座的各种现代化的成功机型。从2001年起，法国空中客车公司就开始和LMS（振动噪声试验解决方案）国际集团在若干个尤里卡计划中合作进行代号为FLITE（飞行易测）的项目合作。FLITE项目提供给参与者一个独一无二的机会，可以通过最新的高效算法对不断变化的飞行数据进行实时检验。2007年底，空中客车和LMS（振动噪声试验解决方案）联合开发了LMS PolyMAX评估系统——通过振动噪声试验解决方案中结构序列模块获取飞行期间颤振测试的数据。

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颤振，飞机的无序振动

飞机的无序振动状态被称为颤振。虽然可以通过结构上的措施对此加以改善，但这种现象仍是飞机在设计制造过程中的一大障碍。颤振是空气弹力造成的，而空气弹力是由于伸缩、反弹和流线型动力互相作用而产生的，对机体设计的成败起着决定性的作用。因为一旦四个巨大的引擎开动，随之而来的就是巨大的机身移动和柔韧度的变换，因此对飞机的流线体做哪怕是一点微小的修改也有可能造成不可估量的复杂后果。对新型飞机来说，颤振试验能有助于进一步区分不同情态下的机体变化，提高安全系数和帮助校正具体参数。为了核实在至关重要的实际试飞系列测试中所需要的颤振最大边际数值，频率和阻尼参数必须尽可能的精确。颤振试验可分为三个阶段：实时测试，近实时测试和离线测试。在试飞过程中，按照测试顺序，实时数据首先被搜集，作为试飞进行过程中的边际监测参数。近实时测试的目地主要是对飞行过程和整个颤振测试系统中的各个状态的安全性进行评估。离线测试主要是对被记录下的飞行数据进行详细分析，并据此编写总结性报告。LMS Test Lab（振动噪声试验解决方案）实时分析系统提供了一个完整的解决方案从而能在离线状态下对数据进行全面有效的处理，包括数据预处理、参数测定、颤振状况动画演示和结果验证等功能。振动噪声试验是一个针对模态分析的完整解决方案，它将高速多样性多渠道数据收集的功能与测试，分析和生成结论的常用功能集成在一起。日前在法国图卢兹对空中客车A380的测试过程中，空中客车的颤振试验团队遇到了不少挑战，原因与之前测试A340时遇到的问题一样：在同样的低窄频宽内，除了高密度形态外还存在着和其相类似振动形态。

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工欲善其事必先利其器

鉴于形态识别对精度的高要求，所以必须辅以更好更精确的测试装备。这也就是所谓的“工欲善其事必先利其器”。而在过去，空中客车的飞行测试部门一直使用自己研发的解决方案，对近实时数据进行分析，然后将分析结果汇总并和原始数据一起提交至空中客车德国分公司，在那里这些数据和分析结果会被用于数字化的颤振预测实验并与真实试飞情况进行比对。

这也成为空中客车法国公司急需引进对数据进行更深层次分析的解决方案的理由，只有更好的测试方案才能帮助他们把完整的结果直接发给德国分公司。“那时的情况很明显，我们需要一个解决方案，能帮助我们在图卢兹的在线数据分析工作和空中客车德国分部的结构中的工作之间找到一个更好的平衡点。从结果上来看，我们很满意。”空中客车飞行测试部的空气动力学专家Jean Roubertier如是说。

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The very clear LMS PolyMAX stabilization diagram allows an easy identification of the
many modes in the considered frequency band.

空中客车A380的数据整合

由于空中客车A380那巨大的尺寸—可容纳525人的世界上最巨型的空中交通工具—所以为这样的大家伙收集测试数据也算的上一件破纪录的工作了。“我们用了超过100个传感器安装在机身上用于颤振测试。即使这个数量是用于进行不同飞行条件下的测试，这么大的数量依然令人印象深刻。收集形成的数据库十分庞大，但也正是基于此，我们才能得出真正有效的结论。”LMS（振动噪声试验解决方案）项目研究经理Bart Peeters解释道。

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正常的振动形态是通过飞行过程中传感器所搜集的数据得出的，
主要表现形式为机翼（向上）的弯曲度和机身（向下）弯曲度

Jean Roubertier的溢美之词

“事实证明，通过使用OMA（运转模态分析）获得的结果比使用传统的EMA（试验模态分析）获得结果要精确的多。综合来看，这种方式具有更高的关联性和更少的错误，效果更好。同时在运行状态下观察振动状态也变的更容易了。这一方面是因为大量传感器返回的海量数据，另外一方面就要归功于LMS Test. Lab（振动噪声试验解决方案）的OMA（运转模态分析）。”Roubertier的评价十分积极。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/12/2011)


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