飞行器结构动载荷特征、测量及识别技术研究进展

doi:10.7527/S1000-6893.2025.32510

Abstract

Abstract:

The aircraft often faces a complex dynamic load environment during service， and its measurement cost is high and difficult to obtain by direct measurement. Dynamic load identification based on dynamic response information has become a feasible solution to obtain structural input. In this paper， the dynamic load identification problems of aircraft are reviewed from three aspects： “cognition， measurement and identification”. Firstly， the load characteristics at typical positions such as wings， tail， rudder surface， fuselage， and landing gear of the aircraft are analyzed， which provides necessary prior information for the subsequent selection of response measurement technology and the determination of dynamic load identification methods. Secondly， the main measurement techniques， application scenarios， advantages and disadvantages of aircraft structural response are summarized. Then， the research progress of aircraft dynamic load identification method is reviewed. Finally， the main challenges and future development trends in the field of dynamic load characteristics， measurement and identification of aircraft structures are discussed.

Key words: aircraft, load identification, response measurement, load cognition, structural design

CLC Number:

V226

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Figures/Tables 25

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方法类型	典型技术	优势	局限性
直接测量	天平、PSP等	直接获取气动载荷数据	安装空间需求大、灵敏度受限等
接触式测量	应变片、FBG、加速度计等	实时监测、抗电磁干扰、高稳定性	受温度影响较大、设备成本较高、仅适用动载荷等
非接触式测量	DIC、雷达红外热成像等	大变形监测、无需物理接触	依赖光学条件、高温/复杂环境适应性需增强等

部位	主要问题	方法	局限性
机翼	分布式载荷识别阵风形状参数化建模结构不确定性	基函数拟合等随机优化法等概率模型、非概率模型等	数据需求量大；先验假设强，高维计算复杂迭代过程耗时受限于不确定性较高的问题
尾翼	抖振载荷载荷空间分布未知载荷作用位置未知翼根弯矩难以测量	POD降维建模等逐点频域识别法等伪载荷等效法等建立多元线性回归方程等	数据需求量大、参数选取复杂等依赖于结构区域划分需预先分析载荷频宽等特性需大量试验标定、回归模型泛化能力有限
舵	结构不确定性铰链力矩实测与力纷争影响	概率模型、非概率模型等建立载荷应变方程等	受限于不确定性较高的问题需大量试验标定
机身	肩部随机脉动压力结构不确定性多场耦合	等效集中载荷等概率模型、非概率模型等非线性规划求解等	等效假设忽略局部细节，精度较低受限于不确定性较高的问题易陷入局部最优
起落架	三向载荷交互耦合	多元线性回归法、高斯过程回归等	回归模型泛化能力有限

Research progress on dynamic load characteristics, measurement and identification technology of aircraft structure

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