樊文博

【摘 要】依據(jù)國(guó)際通用的機(jī)載設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范DO-160G，部分機(jī)載系統(tǒng)須進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)以滿足飛機(jī)的適航要求，振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)分類、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)曲線、持續(xù)時(shí)間等錯(cuò)綜復(fù)雜，本文就此做了詳細(xì)說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】機(jī)載設(shè)備；振動(dòng)試驗(yàn)

1 DO160簡(jiǎn)介

DO160是國(guó)際通用的機(jī)載設(shè)備試驗(yàn)規(guī)范，定義了一系列機(jī)載設(shè)備適用的環(huán)境試驗(yàn)的最低標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)程序，這些試驗(yàn)的目的是提供一個(gè)在試驗(yàn)室中測(cè)試機(jī)載設(shè)備性能特性的方法。DO160包含的環(huán)境試驗(yàn)條件和試驗(yàn)程序，作為環(huán)境條件下最低規(guī)范，可以和適用的設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)一起使用，以確保設(shè)備性能有足夠的安全裕度。

2 振動(dòng)試驗(yàn)使用范圍和分類

振動(dòng)試驗(yàn)適用于固定翼螺旋槳飛機(jī)、固定翼渦輪噴氣、渦輪風(fēng)扇、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)和直升機(jī)。

振動(dòng)試驗(yàn)類別分為三類：標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)、高量值短時(shí)振動(dòng)、耐久振動(dòng)。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)試驗(yàn)（Standard Vibration）

標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)試驗(yàn)用于確定設(shè)備在飛機(jī)正常工作條件下是否符合功能性能標(biāo)準(zhǔn)，所以也稱功能振動(dòng)（Operational Vibration）。

2.2 耐久振動(dòng)試驗(yàn)（Robust Vibration）

耐久振動(dòng)試驗(yàn)用來(lái)確定設(shè)備在正常運(yùn)行振動(dòng)條件下和在耐久振動(dòng)條件下是否可以良好地工作。耐久振動(dòng)同時(shí)驗(yàn)證了設(shè)備的功能性和結(jié)構(gòu)的完整性，耐久振動(dòng)的要求高于標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)，如果選擇做耐久振動(dòng)，則可以不做標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)。

2.3 高量值短時(shí)振動(dòng)試驗(yàn)（High Level-Short Duration Vibration）

高量值短時(shí)振動(dòng)發(fā)生在飛機(jī)輪胎爆破和發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片飛出等異常的飛機(jī)振動(dòng)情況。試驗(yàn)適用于在這種工況下仍需工作否則會(huì)危及飛機(jī)安全的設(shè)備。

高量值短時(shí)振動(dòng)不能替代標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)和耐久振動(dòng)。

3 振動(dòng)試驗(yàn)類型、曲線選擇

圖1 振動(dòng)試驗(yàn)程序流程圖

（1）首先，確定設(shè)備所在飛機(jī)的類型（固定翼飛機(jī)或直升機(jī)）、設(shè)備所在飛機(jī)的區(qū)域（機(jī)身、儀表板、短艙、外翼、尾翼、起落架等）、設(shè)備對(duì)飛機(jī)操作性和安全性的影響，從而確定對(duì)設(shè)備性能的要求。振動(dòng)試驗(yàn)程序流程圖見(jiàn)圖1。

（2）根據(jù)對(duì)設(shè)備性能的要求來(lái)選擇做哪一類或哪幾類試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)、耐久振動(dòng)、高量值短時(shí)振動(dòng)。

（3）對(duì)每類振動(dòng)試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)備所在飛機(jī)區(qū)域選擇相應(yīng)的試驗(yàn)曲線。

（4）根據(jù)試驗(yàn)曲線確定振動(dòng)量值和振動(dòng)形式（隨機(jī)振動(dòng)或正弦振動(dòng)）。隨機(jī)振動(dòng)曲線和正弦振動(dòng)曲線是相互獨(dú)立的，只做其中一個(gè)曲線，由設(shè)備所在的飛機(jī)區(qū)域決定。

（5）根據(jù)試驗(yàn)類型、振動(dòng)形式可確定振動(dòng)試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間和程序，詳見(jiàn)第4章節(jié)。

4 振動(dòng)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間和程序

4.1 標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)

4.1.1 正弦振動(dòng)

設(shè)備狀態(tài)：工作中

掃描率：不大于1倍頻程/分

掃描形式：從最低-最高-最低循環(huán)

持續(xù)時(shí)間：至少1小時(shí)/軸，共至少3小時(shí)

4.1.2 隨機(jī)振動(dòng)

先正弦測(cè)頻率：

設(shè)備狀態(tài)：不工作

掃描率：不大于1倍頻程/分

幅值：0.5g

再隨機(jī)振動(dòng)：

設(shè)備狀態(tài)：工作中

持續(xù)時(shí)間：至少1小時(shí)/軸，共至少3小時(shí)

4.2 耐久振動(dòng)：

4.2.1 正弦振動(dòng)

設(shè)備狀態(tài)：工作中

掃描率：不大于1倍頻程/分

掃描形式：從最低-最高-最低循環(huán)，選擇4個(gè)振幅最大共振頻率點(diǎn)，在每個(gè)頻率點(diǎn)上進(jìn)行30分鐘振動(dòng)試驗(yàn)

總持續(xù)時(shí)間：至少3小時(shí)/軸，共至少9小時(shí)

4.2.2 隨機(jī)振動(dòng)

先正弦測(cè)頻率：

設(shè)備狀態(tài)：不工作

掃描率：不大于1倍頻程/分

幅值：0.5g

再隨機(jī)振動(dòng)：

設(shè)備狀態(tài)：工作中

持續(xù)時(shí)間：至少3小時(shí)/軸，共至少9小時(shí)

4.3 高量值短時(shí)振動(dòng)

設(shè)備狀態(tài)：工作中

掃描率：正弦，不大于0.167Hz/秒

持續(xù)時(shí)間：每軸24分鐘，共72分鐘

5 試驗(yàn)量值可降低的條件

對(duì)于重量大的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)試驗(yàn)和耐久振動(dòng)試驗(yàn)的量值可降低，具體要求是：重量大于22.7kg（50lbs），在振動(dòng)頻率高于60Hz的頻率范圍里，標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)試驗(yàn)和耐久振動(dòng)試驗(yàn)量值允許按下面的步驟來(lái)降低：每0.454kg（1lb）減少0.10db，最大減少6.0db。（注意：6.0db減少量可以減少APSD等級(jí)到1/4，正弦等級(jí)減少到起初的50%。）

6 振動(dòng)試驗(yàn)量值誤差

正弦振動(dòng)試驗(yàn)量值應(yīng)不超過(guò)規(guī)定強(qiáng)度的±10%。

隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)量值的功率譜密度（APSD）在低于500Hz時(shí)誤差應(yīng)在-1.5db～+3db范圍內(nèi)，在500～2000Hz時(shí)應(yīng)為±3db?？刂菩盘?hào)總的g 均方根值不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的APSD曲線的總的均方根值的-5%～+20%。

7 結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)機(jī)載設(shè)備振動(dòng)試驗(yàn)是系統(tǒng)強(qiáng)度試驗(yàn)的關(guān)鍵組成部分，相關(guān)要求較復(fù)雜，還需國(guó)內(nèi)各航空試驗(yàn)單位一起共同繼續(xù)研究，以確保試驗(yàn)?zāi)艿玫胶娇诊w行器審定局的認(rèn)可。

【參考文獻(xiàn)】

[1]DO-160G， Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equiplment[S]，RTCA，2010.

[責(zé)任編輯：曹明明]