复杂大气环境条件下飞艇气囊气密性检测方法研究.pdf

1、载人飞艇诞生于150多年前，经历过半个世纪的消沉期之后，在20世纪80年代以来，重新活跃于航空领域。飞艇与传统飞机以及直升机相比，具有造价以及运行费用少、噪声污染小、长时间滞空停留、覆盖面广阔等优点，是非常理想的空中平台，得到了许多航空大国的关注。气囊是飞艇的主体结构，气囊的氦气泄漏量对飞艇的飞行最大高度、有效载重以及飞行安全等有很大的影响，由于气囊蒙皮选材、气囊制造以及气囊受力等因素导致氦气泄漏是不可避免的，飞艇气囊氦气的泄漏量的检测

2、对飞艇的安全飞行是至关重要的，应对气囊泄漏检测进行深入的研究。
　　传统气密性检测方法中，对于大体积密闭结构的检测多采用气体压力法或流量法，这两种对于传感器的精度要求较高。为了研究气囊承受内压条件下，同时承受温度载荷以及风载荷时，气囊泄漏量的检测，本文提出了一种基于气囊表面应变的预测泄漏方法，用来解决测量大体积低内压的密闭结构泄漏时，受限于压力传感器精度的问题。以正球形气囊为例，根据蒙皮薄壳承受的内压、体积和表面应变之间的关系，建

3、立了考虑气囊形变和受温度影响的氦气泄漏的预测模型。结合气囊蒙皮材料的力学性能参数，对气囊表面应变和内压关系进行了有限元计算，并将理论预测模型和有限元分析模型的应变值进行了对比，验证了预测模型的准确性。利用建立的氦气泄漏预测模型，预测了温度改变对飞艇气囊氦气泄漏的影响。以双椭球气囊为例，在受内压作用下，根据母线切向和环向应力以及应变，建立了由于泄漏导致的压强变化和蒙皮内应力、表面应变的定量理论分析模型。将建立的理论模型与有限元模型计算结果