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塞斯纳 T-303 飞行中疲劳裂纹扩展监控...
1 Aura Vector Consulting，3041 Turnbull Bay Road，New Smyrna Beach，FL 32168 2 Toyota Technical Center，8777 Platt Road，Saline，MI 48176 摘要 本研究涉及对 Cessna T-303 Crusader 双引擎飞机垂直尾翼疲劳裂纹扩展的飞行中监测。在实验室中对带凹槽的 7075-T6 铝制飞机槽梁支撑结构进行了周期性测试。在这些疲劳测试期间采集了声发射 (AE) 数据，随后将其分为三种故障机制：疲劳开裂、塑性变形和摩擦噪声。然后使用这些数据来训练 Kohonen 自组织映射 (SOM) 神经网络。此时，在 T-303 飞机垂直尾翼的肋骨之间安装了类似的槽梁支撑结构作为冗余结构构件。随后从初始滑行和起飞到最终进近和着陆收集 AE 数据。然后使用实验室训练的 SOM 神经网络将飞行测试期间记录的 AE 数据分类为上述三种机制。由此确定塑性变形发生在所有飞行区域，但在滑行操作期间最为普遍，疲劳裂纹扩展活动主要发生在飞行操作期间 - 特别是在滚转和荷兰滚机动期间 - 而机械摩擦噪声主要发生在飞行期间，在滑行期间很少发生。SOM 对故障机制分类的成功表明，用于老化飞机的原型飞行结构健康监测系统在捕获疲劳裂纹扩展数据方面非常成功。设想在老化飞机中应用此类结构健康监测系统可以警告即将发生的故障，并在需要时而不是按照保守计算的间隔更换零件。因此，继续进行这项研究最终将有助于最大限度地降低维护成本并延长老化飞机的使用寿命。关键词：老化飞机，飞行中疲劳裂纹监测，Kohonen自组织映射，神经网络，结构健康监测 简介 飞机疲劳开裂 如今，飞机的使用寿命通常比汽车更长。这是由于许多因素造成的，包括飞机的成本、政府法规以及故障的严重后果。由于飞机的使用寿命预期如此之长，因此引发了许多问题。问题的主要来源，也是本研究的主题，可能是疲劳裂纹的存在和增长。修复疲劳裂纹造成的损坏的能力一直不是问题，但疲劳裂纹增长的检测和监测已被证明是一个真正的挑战。疲劳开裂是由于低于正常延展性金属的屈服强度的循环载荷导致的脆性断裂。裂纹尖端的高度集中应力导致在裂纹前方形成心形塑性变形区。该塑性区应变随着循环载荷而硬化，当金属的延展性耗尽时会断裂
基本战斗机机动 (bfm) 和全天候拦截 (awi ...
图表 图 1-1 水平机动 ................................................................................................................ 1-4 图 1-2 垂直机动 ................................................................................................................ 1-5 图 1-3 EM 图 (10,000 MSL) ............................................................................................ 1-6 图 1-4 升力限制和转弯空速 ...................................................................................................... 1-7 图 1-5 可用 G 值 ................................................................................................................ 1-8 图 1-6 转弯速率带 ................................................................................................................ 1-9 图 1-7 转弯半径带 ................................................................................................................ 1-10 图 1-8 T-45C 性能表 ............................................................................................................. 1-11 图 1-9 T-45C 尾部倾斜 (AOT) ............................................................................................. 1-12 图 1-10 气泡、控制区和攻击窗口 ................................................................................. 1-12平面外机动 ................................................................................................ 1-14 图 1-12 平面内与平面外追击曲线 .......................................................................................... 1-15 图 1-13 领先追击、纯追击和滞后追击 ...................................................................................... 1-16 图 1-14 单环流 ...................................................................................................................... 1-16 图 1-15 双环流 ...................................................................................................................... 1-17 图 1-16 高溜溜球 ...................................................................................................................... 1-19 图 1-17 低溜溜球 ...................................................................................................................... 1-20 图 1-18 位移滚转 ...................................................................................................................... 1-21 图 1-19 3/9 线超越 ............................................................................................................. 1-22 图 1-20 飞行路径超越 ............................................................................................................. 1-22 图 1-21 近距过冲，反转滚动...................................................................................... 1-23 图 1-22 反转时序...................................................................................................... 1-23 图 1-23 平剪刀......................................................................................................................... 1-24 图 1-24 滚动剪刀........................................................................................................................................... 1-26 图 1-25 CNATRA 武器包线 .............................................................................. 1-27 图 1-26 翼尖打开，机枪“D”低 .............................................................................. 1-31 图 1-27 9K' 设置在气泡外/纯追逐以进入气泡 ............................................................. 1-33 图 1-28 9K' 攻击窗口进入机械 ...................................................................................... 1-33 图 1-29 9K' 设置未对准的转弯圆环 ............................................................................. 1-34 图 1-30 使用照明弹进行防御性突破转弯 ............................................................................. 1-35 图 1-31 在气泡内匹配攻击者的拉力 ............................................................................. 1-36 图 1-32 成功速率管理返回中立传球 ............................................................................. 1-36 图 1-33 尽可能偏离，180 度向外................................................................... 1-37 图 1-34 6K' 设置，刚好在气泡外 .............................................................................. 1-38 图 1-35 首先向出发点滞后，然后跟进水上迫降 ........................................................ 1-39 图 1-36 水上迫降机制，拒绝控制区 ............................................................................. 1-40 图 1-37 3K' 设置，在气泡内 ............................................................................................. 1-42 图 1-38 完成战斗，机动到武器使用 ............................................................................. 1-43 图 1-39 甲板上反转 ............................................................................................................. 1-44 图 1-40 专用转弯空间 ............................................................................................. 1-47 图 1-41 垂直合并 ............................................................................................................. 1-48 图 1-42 高机头反击 ............................................................................................................. 1-49 图 1-43 首次移动选项，水平 ................................................................................ 1-50 图 1-44 第一次移动选项，机头高 .............................................................................. 1-51........................................................... 1-34 图 1-30 使用照明弹进行防御性突破转弯 .............................................................................. 1-35 图 1-31 在气泡内匹配攻击者的拉力 .............................................................................. 1-36 图 1-32 成功速率管理返回中立传球 ............................................................................. 1-36 图 1-33 尽可能偏离，180 度外 ............................................................................................. 1-37 图 1-34 6K' 设置，就在气泡外 ............................................................................................. 1-38 图 1-35 首先滞后向出发点飞行，然后跟进迫降 ............................................................................. 1-39 图 1-36 迫降机制，拒绝控制区 ............................................................................................. 1-40 图 1-37 3K' 设置，在气泡内 ............................................................................................. 1-42 图 1-38 完成战斗，机动到武器使用 ............................................................................. 1-43 图 1-39 甲板上反转 ...................................................................................................... 1-44 图 1-40 专用转弯空间 ................................................................................................ 1-47 图 1-41 垂直合并 ................................................................................................................ 1-48 图 1-42 机头上反击 ............................................................................................................. 1-49 图 1-43 第一个移动选项，水平 ............................................................................................. 1-50 图 1-44 第一个移动选项，机头上 ............................................................................................. 1-51........................................................... 1-34 图 1-30 使用照明弹进行防御性突破转弯 .............................................................................. 1-35 图 1-31 在气泡内匹配攻击者的拉力 .............................................................................. 1-36 图 1-32 成功速率管理返回中立传球 ............................................................................. 1-36 图 1-33 尽可能偏离，180 度外 ............................................................................................. 1-37 图 1-34 6K' 设置，就在气泡外 ............................................................................................. 1-38 图 1-35 首先滞后向出发点飞行，然后跟进迫降 ............................................................................. 1-39 图 1-36 迫降机制，拒绝控制区 ............................................................................................. 1-40 图 1-37 3K' 设置，在气泡内 ............................................................................................. 1-42 图 1-38 完成战斗，机动到武器使用 ............................................................................. 1-43 图 1-39 甲板上反转 ...................................................................................................... 1-44 图 1-40 专用转弯空间 ................................................................................................ 1-47 图 1-41 垂直合并 ................................................................................................................ 1-48 图 1-42 机头上反击 ............................................................................................................. 1-49 图 1-43 第一个移动选项，水平 ............................................................................................. 1-50 图 1-44 第一个移动选项，机头上 ............................................................................................. 1-511-43 图 1-39 甲板上反转 ...................................................................................................... 1-44 图 1-40 专用转弯空间 ................................................................................................ 1-47 图 1-41 垂直合并 ................................................................................................................ 1-48 图 1-42 机头上反击 ............................................................................................................. 1-49 图 1-43 第一个移动选项，水平 ............................................................................................. 1-50 图 1-44 第一个移动选项，机头上 ............................................................................................. 1-511-43 图 1-39 甲板上反转 ...................................................................................................... 1-44 图 1-40 专用转弯空间 ................................................................................................ 1-47 图 1-41 垂直合并 ................................................................................................................ 1-48 图 1-42 机头上反击 ............................................................................................................. 1-49 图 1-43 第一个移动选项，水平 ............................................................................................. 1-50 图 1-44 第一个移动选项，机头上 ............................................................................................. 1-51