Проведение статических и усталостных испытаний на единой натурной конструкции транспортного самолета

Выполнение всего цикла прочностных испытаний конструкции самолета требует больших трудозатрат и длительного периода времени, вызванных изготовлением как двух полноразмерных конструкций самолетов, так и двух испытательных установок. Темпы развития современной авиационной техники диктуют жесткие требования к срокам и качеству проведения испытаний, позволяющие обеспечить ее конкурентоспособность на мировом рынке авиатехники. Поэтому при полном цикле испытаний особое значение имеет сокращение срока их проведения. В статье рассмотрен новый подход к прочностным испытаниям натурной конструкции транспортного самолета, который заключается в совмещении на одном объекте статических и усталостных испытаний. Данный подход апробирован при испытании натурной конструкции крыла транспортного самолета. Испытания проводили на стенде, который позволял воспроизводить как статические случаи нагружения, так и переменные нагрузки полетных циклов. На первом этапе статическая прочность подтверждена результатами конечно-элементного расчета напряженного состояния конструкции при расчетных нагрузках по модели, верифицированной тензометрией одной из консолей крыла при эксплуатационных нагрузках, а также испытаниями типовых и ответственных элементов планера. В частности, для подтверждения несущей способности верхних панелей крыла испытаны на устойчивость образцы натурных панелей. На втором этапе проведены усталостные испытания в объеме, необходимом для подтверждения проектного ресурса. Проведенные исследования подтвердили возможность проведения на одной натурной конструкции самолета как статических, так и усталостных испытаний.

1. Мохов В. Ф. Методика подготовки и проведения статических испытаний натурных авиационных конструкций / Труды ЦАГИ. 1995. Вып. 2615. — 87 с.

2. Баранов А. Н., Белозёров А. Г., Ильин Ю. С. и др. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. — М.: Машиностроение, 1974. — 344 с.

3. Щербань К. С. Ресурсные испытания натурных конструкций самолетов. — М.: Физматлит, 2009. — 236 с.

4. Коновалов В. В., Щербань К. С., Воронков Р. В. Актуальные проблемы ресурсных испытаний натурных конструкций / Труды ЦАГИ. 2018. Вып. 2782. С. 26.

5. Богатырев М. А., Зайцев М. Д., Рогожкин П. А. и др. Мониторинг нагруженности крыла транспортного самолета при усталостных испытаниях с применением оптоволоконных датчиков / Труды ЦАГИ. 2018. Вып. 2782. С. 86.

6. Желонкин С. В., Сурначев А. А., Щербань К. С. и др. Нагруженность и напряженно-деформированное состояние траверсы шасси транспортного самолета при усталостных испытаниях / Труды ЦАГИ. 2018. Вып. 2782. С. 107.

7. Рудзей Г. Ф. Ускоренные усталостные испытания материалов и элементов конструкций ЛА / Авиационная промышленность. 2011. № 2. С. 47 – 49.

8. Стерлин А. Я., Свирский Ю. А. Принцип управления нагружением механических конструкций при испытаниях на усталость по псевдослучайным программам / Авиационная промышленность. 2013. № 4. С. 46 – 48.

9. Стерлин А. Я. Оптимизация скорости нагружения при циклических ресурсных испытаниях на прочность / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 6. С. 60 – 62.

10. Стерлин А. Я. Метод коррекции скорости нагружения при циклических испытаниях на прочность / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 8. С. 47 – 49.

11. Парамонов Ю. В. Надежность, живучесть и ресурс конструкции летательных аппаратов. — Рига: РИО РКИИГА, 1980. — 79 с.

12. Захаренкова А. Ю., Коновалов В. В., Куликов С. В. и др. Испытания на усталость и остаточную прочность композитного кессона крыла пассажирского самолета / Ученые записки ЦАГИ. 2019. ¹ 3. Т. L. С. 61 – 73.

13. Harris L. The challenges in AIRBUS to replace Full Scale Aircraft Fatigue Testing by Predictive Virtual Testing / Proc. ICAF. 2019. P. 1265 – 1270.

14. Wong A. Blueprint TITANS: A Roadmap towards the Virtual Fatigue Test trough a Collaborative International Effort / Proc. ICAF. 2019. P. 1447 – 1454.

15. Dixon B., Burchile M., Mein B., Stehlin T., Rigoli R. Progress on the Pathway to a Virtual Fatigue tests / Proc. ICAF. 2019. P. 816 – 830.

16. Xu Ze. Digital Simulation of Full Scale Static Test of Aircraft / Chin. J. Aeronautics. 2005. Vol. 18. N 2. P. 138 – 141.

17. Дзюба А. С., Дударьков Ю. И., Левченко Е. А. и др. Методология применения современных расчетных методов к отработке статической прочности авиаконструкций / Труды ЦАГИ. 2018. Вып. 2782. С. 7.