直升機測試的案例
案例分享 | 采用HBM設備進行復雜的直升機測試
在直升機開發過程中，西科斯基的地面測試團隊希望找到能滿足他們所有測試要求的單一的數據采集系統。
西科斯基選擇 HBM 作為其合作伙伴。由西科斯基地面測試儀器人員和來自美國、德國的 HBM 專家組成項目團隊分析了需求，開發一個完整的數據采集系統并進行了部署。
問題
直升機極為復雜，有許多系統需要測試和認證；因此，測試實驗室一般有一系列多種不同類型的測試臺。因此需要一個單一的數據采集系統，能滿足所有測試應用和測試場景的要求。
解決方案
HBM QuantumX 是滿足西科斯基測試需求的理想數據采集系統。模塊化，可擴展，靈活的架構，是滿足易于快速重新配置的系統的理想選擇，并且該系統支持非常廣泛的傳感器。
結果
HBM QuantumX 數據采集系統憑借其靈活性和可擴展性滿足了西科斯基所有測試需求。其快速重新配置能力非常適合用于西科斯基的所有測試系統。
直升機測試
測試目的：直升機結構認證
飛機全尺寸結構測試非常復雜且令人印象深刻：完整的機身和機翼結構，受到數十個執行器的極端載荷、極高的機翼偏轉以及數千個應變片和傳感器的影響。在進行直升機實際測試時，需求變得更加復雜和專業。與固定翼飛機不同，大多數情況下直升機都需要進行全尺寸測試。因此，典型的直升機測試實驗室有多種不同類型的測試臺。
測試范圍
旋轉部件（輪轂、張緊連桿、軸、操縱桿等）是部件測試中的重要內容。從小型、簡單的試驗臺（如單軸荷載的單節距連桿）到更復雜的試驗裝置（如主旋翼輪轂）等。測試工作重要部分主要集中在葉片上，主、尾旋翼葉片必須通過疲勞試驗，以模擬整個生命周期，使其具有更高的安全系數。一般會從生產中隨機抽取直升機葉片，添加合適的試驗臺安裝接口，將其轉換成被測品。
展開 HBM幫助Marenco SKYe SH09直升機成功試飛
為測量可靠性設定高標準
在為第一架瑞士制造直升機設定了高標準后，Marenco Swisshelicopter對項目合作伙伴制定了極高的要求。公司需要精確的測試設備來驗證安全性，這樣它才能從歐洲航空安全局（EASA）和美國聯邦航空管理局（FAA）獲得型號證書。因此，必須選擇可靠的測量技術-確保提供精確的測量結果。
該公司開發人員過去曾使用過HBM解決方案，并擁有豐富的經驗，因此Marenco選擇使用HBM測量技術來對直升機應變、力和扭矩進行測量。
為客戶提供完整的測量鏈，包括定制傳感器
作為測量項目的一部分，HBM為直升機的機身，尾槳和旋轉塔測試臺提供了完整的測量鏈。
旋轉塔上使用了三個HBM U10M力傳感器 ，用于對直升機旋翼的動靜態拉壓向力進行測量，旋翼產生的大多數扭矩可通過這三個力傳感器直接計算得出。
主變速箱測試臺采用了HBM T40B數字扭矩傳感器。并且HBM為Marenco專門定制了4個三分量力傳感器，用于對軸向力Fz和橫向力Fx、Fy進行動態測量，并利用三分量傳感器對飛行靜態機動性進行了一對一仿真試驗。
尾槳測試臺采用了T22傳感器和S9M力傳感器。
除了采用HBM力和扭矩傳感器以外， Marenco還采用了HBM應變片對飛機部件進行了應力測試，并采用QuantumX數據采集系統和catman測量軟件進行評估和分析。
展開 運直升機的直升機——CH-54 Sky crane——空中起重機
摘要：CH-54 Sky crane這種外形獨特的直升機，馬力強勁，在越南戰場上光芒四射，展示了重型直升機在區域作戰的強大威力，而其民用型號S-64（如今仍活躍在美國各地）在森林防火、緊急救援、吊裝大型設備（如電塔）等方面發揮了巨大的作用。
CH - 54A 吊裝兩架 Bell UH-1
越戰利器
CH-54A 的主要任務是通用軍事運輸，其簡單的結構除了便于維護之外，還有效的減輕了自身的空重，提高了運輸重型裝備能力，西科斯基公司為CH-54A研制了通用軍用吊艙，1965年4月29日，美國陸軍第478航空聯隊，一架CH-54A利用吊艙一次運送了87名武裝士兵，加上空勤人員，共計90人，創造了美國直升機運送人員最多的紀錄，1968年6月，又研制了專門用于運送人員的調查，其內部尺寸為8.3米2.96米1.98米，最大承載能力為9072公斤，可運送45名士兵或24副擔架，或用作野戰外科醫院、指揮所或通信部。
CH-54A配備吊艙
越南多山的叢林地理特征，給直升機著陸和士兵投放帶來了極大的困難，為了掃平著陸區域的障礙，越南戰爭中CH-54A執行國的另一項著名任務，就是投放重達6810千克的BLU-82炸彈，美軍在越南戰場第一次投擲BLU-82，是為了在熱帶雨林中為美軍特種部隊的直升機群開辟機降場地，據使用過該炸彈的美軍士兵透露，這種彈頭含有5715千克硝酸與鋁粉的炸彈一旦投放，每平方米可以產生703噸的超強氣壓，在炸彈投擲點直徑80米范圍內，所有一切均化為烏有，一整片樹林盡皆燃為灰燼。
展開 央視新航拍直升機“貝爾-429”交付，盤點央視的那些航拍直升機！
直升機同時安裝有微波傳輸系統，是集直升機航拍空中演播室傳輸與直升機中繼傳輸于一體的雙應用場景下的4K微波傳輸系統。
這架航拍直升機并不是央視裝備的第一架航拍直升機，早在2002年，央視就獲得了第一架專用航拍/中繼傳輸直升機。
2002年，央視向當時的中航工業訂購了一架直-11MB型專用航拍/中繼傳輸直升機。這架直升機是直-11MB型的原型機，主要的改進是換裝了更大功率的發動機，以便讓該機可以在高原空氣稀薄地區使用。這架原型機在完成換發試飛工作后就閑置了下來，于是央視就以極低的價格購入該機，并獲得正式注冊號B-7070，由中航工業旗下的通航企業負責具體運營，在加裝光學穩定陀螺儀航拍吊艙后，投入各種空中航拍作業。在很多體育賽事，特別是馬拉松比賽現場，經常會看到這架直升機在空中進行航拍作業。
直-11航拍機
B-7070號直升機后期曾回廠進行過一次大修兼升級工作，并更換了全新的涂裝，目前這架直升機依然在使用中。
更換涂裝后的直-11航拍機
2008年，央視獲得了第二架專用航拍直升機。這架直升機型號為CA109型，是位于景德鎮的昌河直升機公司和意大利阿古斯塔公司合作組裝生產的AW109直升機，第一批一共組裝了3架。其中兩架交付北京警航使用，另一架由央視購買，機號B-7775，交由中信通航托管運營。
CA109型航拍機
AW109直升機是意大利阿古斯塔-韋斯特蘭公司（現萊昂納多公司）研發生產的一種3噸級輕型軍民用通用型直升機，原型機首飛于1971年，經過這些年的不斷改進和升級，至今依然在生產中，并不斷推出全新的型號。這種直升機最大起飛重量3噸，機長13米，旋翼直徑11米，座艙采用2+6配置，最大速度285公里/小時，最大航程為954公里。
展開 
央視新航拍直升機“貝爾-429”交付，盤點央視的那些航拍直升機！
直升機同時安裝有微波傳輸系統，是集直升機航拍空中演播室傳輸與直升機中繼傳輸于一體的雙應用場景下的4K微波傳輸系統。
這架航拍直升機并不是央視裝備的第一架航拍直升機，早在2002年，央視就獲得了第一架專用航拍/中繼傳輸直升機。
2002年，央視向當時的中航工業訂購了一架直-11MB型專用航拍/中繼傳輸直升機。這架直升機是直-11MB型的原型機，主要的改進是換裝了更大功率的發動機，以便讓該機可以在高原空氣稀薄地區使用。這架原型機在完成換發試飛工作后就閑置了下來，于是央視就以極低的價格購入該機，并獲得正式注冊號B-7070，由中航工業旗下的通航企業負責具體運營，在加裝光學穩定陀螺儀航拍吊艙后，投入各種空中航拍作業。在很多體育賽事，特別是馬拉松比賽現場，經常會看到這架直升機在空中進行航拍作業。
直-11航拍機
B-7070號直升機后期曾回廠進行過一次大修兼升級工作，并更換了全新的涂裝，目前這架直升機依然在使用中。
更換涂裝后的直-11航拍機
2008年，央視獲得了第二架專用航拍直升機。這架直升機型號為CA109型，是位于景德鎮的昌河直升機公司和意大利阿古斯塔公司合作組裝生產的AW109直升機，第一批一共組裝了3架。其中兩架交付北京警航使用，另一架由央視購買，機號B-7775，交由中信通航托管運營。
CA109型航拍機
AW109直升機是意大利阿古斯塔-韋斯特蘭公司（現萊昂納多公司）研發生產的一種3噸級輕型軍民用通用型直升機，原型機首飛于1971年，經過這些年的不斷改進和升級，至今依然在生產中，并不斷推出全新的型號。這種直升機最大起飛重量3噸，機長13米，旋翼直徑11米，座艙采用2+6配置，最大速度285公里/小時，最大航程為954公里。
展開 無人機迅速發展，直升機的未來又是什么樣？
其中一架S-97突襲機(見下圖)能夠搭載六名乘客，時速超過400公里。波音公司正在開發一種更大的機型SB> 1 Defiant，其將于今年晚些時候開始試飛。它可以搭載12名全副武裝人員。兩者的民用機型都在計劃之中。
所有這些新型直升機都將通過計算機飛行控制系統進行飛行，這使得直升機控制變得更容易。例如，西科斯基正在開發一種系統，只需按下一個按鈕就可以實現起飛和懸停。這種自動化水平使直升機的自動駕駛成為可能。范·布伊滕表示，這可能用于無人駕駛任務，也可能作為單飛行員使用的后備系統。如果飛行員喪失了行動能力，這種自動駕駛系統能夠控制直升機返回基地。大約10年前，當西科斯基開始試驗自動飛行系統時，測試直升機的整個機艙里都裝滿了電腦。現在需要的工具只有烤面包機大小。不管最終能否搭載人員，但無疑無人機和直升機的區別已經開始縮小。
展開 Simcenter Amesim熱液壓建模在直升機上的應用 空客直升機應用實例
首先，空客直升機公司要評估液壓系統和負載集成產生的熱沖擊不會超過規定的最高溫度。更進一步地，必須證明液壓系統設計合理，即使在發生故障（如泄漏、泵故障等）的情況下，也能支持正確的飛行指令功能。
基于以上的認知，工程師必須考慮兩個常規問題：1）研發時間。盡管適航取證是一個漫長的過程，但是如果能更早的取證，產品進入市場的速度就更快，這樣競爭力就更強。2）適航測試的試驗成本和原型機成本。這是空客直升機公司整合其研發項目和流程管理時必須要考慮的兩個方面。
接下來，我們來看看西門子Simcenter Amesim如何助力空客直升機公司在H160型直升機上減少適航取證時間和降低試驗成本。
2 直升機液壓系統原理
H160直升機屬于5.5-6噸級，該機整合了空客直升機68項專利技術，有效載荷和航程增加，效率提升，可用于油氣運營、公共服務、空中醫療、海岸警衛巡邏，以及商業運輸、私人和公務航空領域等。
▲圖- 3 空客H160性能參數
直升機液壓系統的主要功能是為主旋翼和尾翼作動機構提供液壓動力。而且該液壓系統能夠在極端工況下工作，如當室外空氣溫度達到50攝氏度/122華氏度時，液壓系統溫上不超過規定的溫度限額。該液壓系統包括兩套液壓動力供給單元，每套液壓動力供給單元由油箱、主泵、輔助泵以及傳感器（溫度、壓力和液位）等組成，輔助泵的目的是以防主泵發生故障。
展開 Simcenter Amesim熱液壓建模在直升機上的應用 空客直升機應用案例 附軟件下載
2）適航測試的試驗成本和原型機成本。這是空客直升機公司整合其研發項目和流程管理時必須要考慮的兩個方面。
接下來，我們來看看西門子Simcenter Amesim如何助力空客直升機公司在H160型直升機上減少適航取證時間和降低試驗成本。
2 直升機液壓系統原理
H160直升機屬于5.5-6噸級，該機整合了空客直升機68項專利技術，有效載荷和航程增加，效率提升，可用于油氣運營、公共服務、空中醫療、海岸警衛巡邏，以及商業運輸、私人和公務航空領域等。
▲圖- 3 空客H160性能參數
直升機液壓系統的主要功能是為主旋翼和尾翼作動機構提供液壓動力。而且該液壓系統能夠在極端工況下工作，如當室外空氣溫度達到50攝氏度/122華氏度時，液壓系統溫上不超過規定的溫度限額。該液壓系統包括兩套液壓動力供給單元，每套液壓動力供給單元由油箱、主泵、輔助泵以及傳感器（溫度、壓力和液位）等組成，輔助泵的目的是以防主泵發生故障。整個液壓回路與主旋翼、尾翼的作動機構相連。
▲圖- 4 直升機液壓系統原理圖
本次建模考慮正常模式和失效模式兩種情況：
1
正常模式
液壓系統的作用是分配液體流量，調節壓力和回流油箱。這里泵是關鍵部件，有自動調節變量式，定量式、機械動力和電氣。
展開 Simcenter Amesim熱液壓建模實例 在直升機上的應用 空客直升機應用案例
2）適航測試的試驗成本和原型機成本。這是空客直升機公司整合其研發項目和流程管理時必須要考慮的兩個方面。
接下來，我們來看看西門子Simcenter Amesim如何助力空客直升機公司在H160型直升機上減少適航取證時間和降低試驗成本。
2 直升機液壓系統原理
H160直升機屬于5.5-6噸級，該機整合了空客直升機68項專利技術，有效載荷和航程增加，效率提升，可用于油氣運營、公共服務、空中醫療、海岸警衛巡邏，以及商業運輸、私人和公務航空領域等。
▲圖- 3 空客H160性能參數
直升機液壓系統的主要功能是為主旋翼和尾翼作動機構提供液壓動力。而且該液壓系統能夠在極端工況下工作，如當室外空氣溫度達到50攝氏度/122華氏度時，液壓系統溫上不超過規定的溫度限額。該液壓系統包括兩套液壓動力供給單元，每套液壓動力供給單元由油箱、主泵、輔助泵以及傳感器（溫度、壓力和液位）等組成，輔助泵的目的是以防主泵發生故障。整個液壓回路與主旋翼、尾翼的作動機構相連。
▲圖- 4 直升機液壓系統原理圖
本次建模考慮正常模式和失效模式兩種情況：
1
正常模式
液壓系統的作用是分配液體流量，調節壓力和回流油箱。這里泵是關鍵部件，有自動調節變量式，定量式、機械動力和電氣。
展開 蘇聯直升機界的“曠世奇才”們！盤點米里設計局那些“骨骼清奇”的重型直升機
骨骼清奇的米-32
米里的光環——米-26
存在于V-12和米-32之間的，就是世界現役最大直升機——米-26。這型直升機在單旋翼直升機中卻絕對稱得上“巨無霸”，最大起飛重量達到了56噸，負載能力達到20噸，與一架C-130運輸機相當。對于國人來說，與米-26的相識則大多源自2008年汶川地震時。
汶川地震救援中，米-26直升機吊運工程機械
在當年救災搶險過程中，米-26憑借其兼具直升機起降靈活和固定翼運輸機級別運力的特點，將自己的優勢發揮的淋漓盡致，先后調運了60多臺挖掘、裝載設備，疏散了大量民眾，為解除危機立下汗馬功勞。當然，米-26的故事遠不止如此，下一期我們將詳細講述“光環”的前世今生。
展開 西格里碳素與空中客車直升機加強合作 進一步拓展直升機領域碳纖維應用
Airbus Helicopters Germany（空中客車直升機公司，德國多瑙沃特）和SGL Carbon（西格里碳素，德國威斯巴登）已達成一項框架合同，將合作擴展到直升機領域的應用，并進一步加強合作。
這兩家公司多年來一直在空中客車集團（法國圖盧茲）飛機艙門復合材料加工領域開展合作，最近在一項聯合協議中確定了框架條件，該協議規范了創新的碳纖維和玻璃纖維材料的基本供應條款和進一步發展。超越現有合作的第一個單一項目涉及為空中客車直升機提供結構部件，目前正在準備中。
“框架協議是近年來信任伙伴關系的重要里程碑和結果，”SGL Carbon復合材料 - 纖維與材料（CFM）業務部門航空航天部門主管Andreas Erber說。 “雙方團隊在為直升機部件開發新的定制材料解決方案方面取得了很大成就。在此過程中，SGL Carbon將為復合材料部件的生產貢獻其整體材料專業知識。“
除了這些業務關系，空中客車公司和西格里碳素公司還參與復合材料領域的各種協會和研究項目，如具有競爭力的網絡平臺Carbon Composites eV（德國奧格斯堡）。
（來源：CompositesWorld）
展開 
印度海軍共購買135架直升機，95架多功能直升機本地組裝，16件已組裝好
俄羅斯衛星通訊社報道稱，據NDTV電視臺報道，印度政府26日批準為海軍購買111架多功能直升機和24架反潛直升機的交易。
據悉，95架多功能直升機將在印度本地組裝，其余16件則是組裝好的直升機。這是印度政府積極推廣的“Make In India”采購計劃的一部分。合同總額為30億美元。
早前印度國防部批準了這一采購計劃。印度政府同時批準了從美國采購24架MH-60R反潛直升機，以取代已經服役海軍30多年的Sea King型直升機。從美國采購直升機的合同總額達18億美元。
多架直升機已灑水超800噸！應急管理部持續調度四川冕寧森林火災撲救工作，四川省委書記彭清華強調用好直升機等現代化手段開展撲火救援
據應急管理部介紹，截至24日19時，四川省森林消防總隊1006人、涼山州消防救援支隊127人和31輛消防車、
6架直升機
投入撲救，
已實施吊桶灑水作業165桶、383噸
。而根據應急管理部官24日21時發布的最新消息，
四川西昌航站
4月21日至24日派出
5架滅火直升機
（
兩架卡32，兩架卡曼，一架小松鼠
）撲救冕寧石龍鎮火場，
共計飛行38架次77小時14分，灑水348桶約871噸
。目前撲火仍在繼續，應急管理部黨委書記黃明持續調度四川冕寧森林火災撲救工作，應急管理部已派出工作組趕赴現場指導，四川省委書記彭清華在指揮調度冕寧森林火災撲火救援工作時也強調， 用好直升機等現代化手段開展撲火救援，確保撲救行動科學有序進行，確保周邊村鎮、重要設施安全，堅決避免出現人員傷亡。
國家森防指副總指揮、應急管理部黨委書記黃明
到應急管理部指揮中心，持續視頻調度指導撲救工作，與
國務院四川森林草原防滅火專項整治督導組副組長戴建國
、四川省人民政府和省應急管理廳、消防救援總隊負責同志連線，要求堅持人民至上、生命至上，在黨委政府領導和現場指揮部統一指揮下，擴大疏散范圍，及時轉移可能受威脅村民，確保人民群眾生命安全；精準研判火場態勢，強化現場組織指揮，
增派救援力量，科學組織撲救
，在保證撲火人員安全的前提下，充分運用多種滅火手段，抓住有利時機撲滅火災。應急管理部派出由部黨委委員兼國家森防指辦公室主任張永利帶隊的工作組，已于24日中午到達現場指導火災撲救工作。
展開 無人機飛行原理——直升機
首先，我們先來看看什么是直升機，利用槳葉的旋轉支承其空中飛行的升力完全依靠一具或多具繞垂直軸旋轉的旋翼向下方排斥氣流所產生的反作用力。
直升機的布局有很多種，在直升機發展初期，沒有哪一種布局的直升機占有主導地位，不同的設計者根據自己的理解和喜好，設計出各種各樣的垂直起降飛行器，比如：共軸、支奴干（串列式），單旋翼尾槳式等等。
但是經過多年的實踐，其他布局的直升機大多失去了熱衷者，唯獨單旋翼尾槳式勢頭未見，一直占據主導地位，成為目前應用最廣的一種直升機。下面我主要講講單旋翼尾槳式直升機的工作原理。
主要組成
主要由動力系統，變速箱，主旋翼，尾旋翼，主旋翼總成，尾旋翼總成，傳動機構，執行機構，起落架等組成。
旋翼旋轉方向
一般來說，美國的一些直升機喜歡采用俯視逆時針旋翼。法國俄羅斯等多說國家喜歡采用俯視順時針的旋翼。我國直升機中“黑鷹”和直-8是俯視逆時針旋翼，其他機型都是俯視順時針旋翼。從氣動特性來說，兩者都沒有明顯的區別。但是，作為有人機來講，如果采用并列式駕駛艙，并指定左座為機長位置，那么還是采用俯視順時針旋翼更好一些。
展開 簡說氣動：直升機飛行
直升機具有靈活機動的特點，可以做出各種不可思議的飛行動作。那么，從駕駛員操縱到直升機運動是怎樣的一個過程呢？
今天從直升機駕駛員操縱→氣動力變化→運動響應的角度，來簡單聊一聊直升機飛行。
垂向運動
直升機想要實現離地飛行（垂直上升或斜爬升），需要駕駛員提總距桿，控制槳葉槳距增加，使旋翼可以提供更多的升力；而降落過程則恰恰相反，需要駕駛員降總距桿，控制槳葉槳距降低，使旋翼升力減小。也就是說，總距操縱決定著直升機的垂向運動。
旋翼作為直升機的升力面和控制面，雖然槳葉的揮-擺-扭運動相互耦合，但是揮舞運動直接影響著直升機的飛行。靜止時，槳葉處于自然下墜狀態；槳葉旋轉后會產生離心力，趨向于將槳葉拉平，轉速越快，離心力越大；而隨著總距增加、槳葉升力增加，在升力和離心力同時作用，最終會使槳葉向上揮舞一定角度，也就是錐度角。
值得一提的是，總距操縱時，還需要適當聯動控制發動機油門，因為總距操縱會引起直升機需用功率變化，如果動力供給與功率消耗不平衡將導致旋翼轉速出現較大波動。
另外，對于單旋翼帶尾槳直升機，進行總距操縱的同時還需要注意尾槳操控；尾槳拉力需要能夠與旋翼扭矩匹配，否則直升機將出現航向擺動。
水平運動
直升機水平運動時，旋翼具有明顯的氣流不對稱和升力不對稱特點。比如，直升機前飛時，前行槳葉氣流合速度為：旋轉線速度+前飛速度，后行槳葉氣流合速度為：旋轉線速度-前飛速度。為了應對氣流不對稱導致的左右升力不平衡，就需要施加一定的周期變距操縱，減小前行槳葉槳距值、增加后行槳葉槳距值。
另外，當需要主動改出某一飛行狀態，加減速或側飛時，也需要施加周期變距操縱。
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