復(fù)雜大氣環(huán)境條件下飛艇氣囊氣密性檢測(cè)方法研究.pdf

1、載人飛艇誕生于150多年前，經(jīng)歷過(guò)半個(gè)世紀(jì)的消沉期之后，在20世紀(jì)80年代以來(lái)，重新活躍于航空領(lǐng)域。飛艇與傳統(tǒng)飛機(jī)以及直升機(jī)相比，具有造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用少、噪聲污染小、長(zhǎng)時(shí)間滯空停留、覆蓋面廣闊等優(yōu)點(diǎn)，是非常理想的空中平臺(tái)，得到了許多航空大國(guó)的關(guān)注。氣囊是飛艇的主體結(jié)構(gòu)，氣囊的氦氣泄漏量對(duì)飛艇的飛行最大高度、有效載重以及飛行安全等有很大的影響，由于氣囊蒙皮選材、氣囊制造以及氣囊受力等因素導(dǎo)致氦氣泄漏是不可避免的，飛艇氣囊氦氣的泄漏量的檢測(cè)

2、對(duì)飛艇的安全飛行是至關(guān)重要的，應(yīng)對(duì)氣囊泄漏檢測(cè)進(jìn)行深入的研究。
　　傳統(tǒng)氣密性檢測(cè)方法中，對(duì)于大體積密閉結(jié)構(gòu)的檢測(cè)多采用氣體壓力法或流量法，這兩種對(duì)于傳感器的精度要求較高。為了研究氣囊承受內(nèi)壓條件下，同時(shí)承受溫度載荷以及風(fēng)載荷時(shí)，氣囊泄漏量的檢測(cè)，本文提出了一種基于氣囊表面應(yīng)變的預(yù)測(cè)泄漏方法，用來(lái)解決測(cè)量大體積低內(nèi)壓的密閉結(jié)構(gòu)泄漏時(shí)，受限于壓力傳感器精度的問(wèn)題。以正球形氣囊為例，根據(jù)蒙皮薄殼承受的內(nèi)壓、體積和表面應(yīng)變之間的關(guān)系，建

3、立了考慮氣囊形變和受溫度影響的氦氣泄漏的預(yù)測(cè)模型。結(jié)合氣囊蒙皮材料的力學(xué)性能參數(shù)，對(duì)氣囊表面應(yīng)變和內(nèi)壓關(guān)系進(jìn)行了有限元計(jì)算，并將理論預(yù)測(cè)模型和有限元分析模型的應(yīng)變值進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。利用建立的氦氣泄漏預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)了溫度改變對(duì)飛艇氣囊氦氣泄漏的影響。以雙橢球氣囊為例，在受內(nèi)壓作用下，根據(jù)母線(xiàn)切向和環(huán)向應(yīng)力以及應(yīng)變，建立了由于泄漏導(dǎo)致的壓強(qiáng)變化和蒙皮內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)變的定量理論分析模型。將建立的理論模型與有限元模型計(jì)算結(jié)果