本文件评估了由旋翼飞机(直升机)运输电子设备时获得的动力学数据，其目的是从所有可用数据中生成环境描述，并与IEC 60721(所有部分)进行比较［5］1)。 对于每个识别的数据源，数据质量都已经进行了评估，并且检查了其自洽性。数据质量检查和各种数据源分类按照IEC TR 62131-1中规定执行［9］。 本文件主要列出了从多个不同来源提取的数据，这些数据的质量和有效性具有一定程度的可信性。文件还给出了一些实际无法验证质量和有效性的数据。给出这些数据是为了验证其他来源的数据，后面章节中使用此类数据时均进行了明确的标注。 本文件涉及一系列数据采集工作中的数据，这些采集的数据数量和质量随着所覆盖的条件范围变化大。 并非所有验证的数据都以电子化形式提供，为了进行比较，在本文件中对许多原始(非电子)数据进行手动数字化。

ICS19.040
CCS A 21
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 41305.7—2023/IEC TR 62131-7:2020环境条件电子设备振动和冲击
第7部分：利用旋翼飞机运输
Environmental conditionsVibration and shock of electrotechnical equipment-Part 7:Transportation by rotary wing aircraft（IECTR62131-7:2020,IDT）
2023-12-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-07-01实施
1范围
规范性引用文件wwW.bzxz.Net
术语和定义
数据源和质量
波音CH-47直升机的振动
波音CH-47直升机放下悬吊货物
补充数据
5数据源内部比较
一般要求
波音CH-47直升机的振动
波音CH-47直升机放下悬吊货物
补充数据
6数据源之间的比较
环境描述
7.1产生机械振动的物理源
环境特征和严酷度
导出的试验严酷度
与IEC60721（所有部分）比较[5］建议·
参考文献
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020次
波音CH-47直升机在速度为160kn时平直飞行期间的典型振动谱[14波音CH-47直升机悬停期间的典型振动谱波音CH-47直升机转换到悬停期间的典型振动谱[1波音CH-47直升机自转期间的典型振动谱[14]波音CH-47直升机不同飞行状态下振动的总RMS对比[14波音CH-47直升机不同飞行状态旋翼转轴频率(r）下的振动RMS严酷度对比14}12
波音CH-47直升机不同飞行状态旋翼桨叶通过频率（nr）下的振动RMS严酷度对比[14}..17波音CH-47直升机不同飞行状态桨叶通过频率的二阶谐波（2nr）的振动RMS严酷度对比[14]
波音CH-47直升机不同飞行状态浆叶通过频率的三阶谐波（3nr）的振动RMS严酷度对比[14]
图10波音CH-47直升机不同飞行状态桨叶通过频率的四阶谐波（4nr）的振动RMS严酷度对比[1
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020图11
波音CH-47直升机悬停期间货舱地板振动的RMS严酷度对比[14波音CH-47直升机转换到悬停期间货舱地板上振动的RMS严酷度对比[14]波音CH-47直升机在转换到自转过程中货舱地板上振动的RMS严酷度对比[14波音CH-47直升机平直飞行期间货舱地板上振动的RMS严酷度对比[14]波音CH-47直升机放下ISO集装箱时的冲击严酷度[15山猫直升机的相对振幅随空速变化[16海王直升机的相对振幅随空速变化[16]支奴干直升机的相对振幅随空速变化16山猫直升机的机身与机身之间的相对振幅变化[16]机群振动统计比较[18
超黄蜂直升机X轴方向的振动测量值[19]超黄蜂直升机Y轴方向的振动测量值[19]超黄蜂直升机Z轴方向的振动测量值[19]基于MilStd810G[22]推导出的波音CH-47直升机的振动试验严酷度基于STANAG4370AECTP400方法401附件DL23]推导出的波音CH-47直升机的运输设备的振动试验严酷度
基于STANAG4370AECTP400方法401附件DE23]推导出的作为悬吊载荷运输的设备的振动试验严酷度··
DEFSTAN00-35[18]中支奴干直升机的特定振动试验严酷度图28
DEFSTAN00-35[18]中梅林直升机的特定振动试验严酷度DEFSTAN00-35[18]中山猫/野猫直升机的特定振动试验严酷度DEFSTAN00-35[18]中悬吊载荷的振动试验严酷度·21
RTCA/DO-160L24和EUROCAE/ED-14L25]中波音CH-47直升机的特定振动试验严酷度..…32IEC60721-3-2:20186]稳态随机振动严酷度IECTR60721-4-2:2001[7]稳态随机振动严酷度IEC60721-3-2:2018[6]稳态正弦振动严酷度…IECTR60721-4-2:20017稳态正弦振动严酷度IEC60721-3-2:2018[6]冲击严酷度IECTR60721-4-2:2001[7]冲击严酷度用于IEC60068-2-27:2008[2]试验程序IECTR60721-4-2:2001[7冲击严酷度用于IEC60068-2-27[2]试验程序波音CH-47直升机振动[14]与IEC60721-3-2：2018[6]对比超黄蜂直升机X轴振动[19]与IEC60721-3-2：2018[6]对比超黄蜂直升机Y轴振动[19]与IEC60721-3-2：2018[6]对比超黄蜂直升机Z轴振动[19]与IEC60721-3-2:2018[6]对比MilStd810G振动试验严酷度[22]与IEC60721-3-2:2018[6]对比·AECTP400振动试验严酷度[23]与IEC60721-3-2:2018[6]对比DEFSTAN00-35振动试验严酷度[18]与IEC60721-3-2:2018[6]对比DO160振动试验严酷度[24]与IEC60721-3-2:20186]对比悬吊负载振动试验严酷度[18].[23]与IEC60721-3-2:2018[6]对比波音CH-47直升机放下负载时的冲击严酷度[15]与IEC60721-3-2:2018[6]对比表1典型结构动力学激励频率及其激励源Ⅱ
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/Z41305《环境条件
电子设备振动和冲击》的第7部分。GB/Z41305已经发布了以下部分：
第1部分：动力学数据的验证过程；第2部分：设备的贮存和搬运；
第7部分：利用旋翼飞机运输，
本文件等同采用IECTR62131-7:2020《环境条件电子设备振动和冲击第7部分：利用旋翼飞
机运输》，文件类型由IEC的技术报告调整为我国的国家标准化指导性技术文件请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（SAC/TC8)提出并归口。本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所、芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司、广州五所环境仪器有限公司、芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司、北京航空航天大学、北京强度环境研究所、中国航空综合技术研究所、中国科学院自动化研究所、南京模拟技术研究所。本文件主要起草人：杨剑锋、蔡茗茜、吴和龙、汪凯蔚、解禾、孙立军、王远航、刘文威、方植彬、吴、韦冰峰、孙建勇、陈勃琛、纪春阳、郭广廓、郑昆、杨化彬、唐军军。Ⅲ
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020引言
GB/Z41305《环境条件电子设备振动和冲击》首先建立了动力学数据验证过程的三个阶段和准则，然后应用到固定翼喷气式飞机、轨道车辆、公路车辆、搬运等条件下的动力学数据审阅，并形成环境条件，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较。本系列标准拟由8个部分组成。第1部分：动力学数据的验证过程。目的在于建立动力学数据验证过程的三个阶段及其准则。第2部分：设备的贮存和搬运。目的在于审阅电子设备搬运过程中可获得的动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较，第3部分：利用轨道车辆运输。目的在于审阅轨道车辆运输条件下可获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较第4部分：利用公路车辆运输。目的在于审阅公路车辆运输条件下可获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较。第5部分：利用固定翼喷气式飞机运输。目的在于审阅固定翼喷气式飞机运输条件下可获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较第6部分：利用螺旋桨式飞机运输。目的在于审阅螺旋桨式飞机运输条件下可获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较第7部分：利用旋翼飞机运输。目的在于审阅旋翼飞机运输条件下可获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较第8部分：利用船舶运输。目的在于审阅船舶运输条件下获得的电子设备动力学数据，形成环境描述，并与IEC60721（所有部分）中的数据进行比较。IV
1范围
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020环境条件电子设备振动和冲击
第7部分：利用旋翼飞机运输
本文件评估了由旋翼飞机（直升机)运输电子设备时获得的动力学数据，其目的是从所有可用数据中生成环境描述，并与IEC60721（所有部分）进行比较5]1）。对于每个识别的数据源，数据质量都已经进行了评估，并且检查了其自洽性。数据质量检查和各种数据源分类按照IECTR62131-1中规定执行[9]。本文件主要列出了从多个不同来源提取的数据，这些数据的质量和有效性具有一定程度的可信性。文件还给出了一些实际无法验证质量和有效性的数据。给出这些数据是为了验证其他来源的数据，后面章节中使用此类数据时均进行了明确的标注本文件涉及一系列数据采集工作中的数据，这些采集的数据数量和质量随着所覆盖的条件范围变化大。
并非所有验证的数据都以电子化形式提供，为了进行比较，在本文件中对许多原始（非电子)数据进行手动数字化
2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件
3术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义数据源和质量
4.1波音CH-47直升机的振动
波音CH-472)直升机的大量振动数据测量工作已经完成，参考文献［14］和参考文献[15]给出了典型的测量结果。许多测量工作的关注点集中在机载货物、乘客和机组人员的振动响应上。然而，参考文献[14］和参考文献[15]］的测量是专门为表征旋翼飞机货舱地板有效负载区域内的振动响应而展开的。波音CH-47直升机于1961年首次投人使用，是一种双旋翼、双引擎的重载直升机。虽然它是作为军用飞机而设计的，但存在许多商用型号。这些型号广泛用于天型或重载设备的运输，及用于将货物运输到其他交通方式难以送达的地方。波音CH-47直升机有许多不同的型号，包括支奴干、波音234型、波音414型等。当然，不同名称的出现表示在原有基础上进行了改型。测量工作中使用的特定旋翼飞机大多数是波音CH-47直升机的改进型号，这些飞机的两个旋翼均由三片桨叶组成，旋翼的转速为1）方括号内的数字为参考文献，2）波音CH-47直升机是波音公司产品的商品名称。提供此信息是为了方便本文档的用户，并不代表IEC对该产品的认可，
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020225r/min（3.75Hz），桨叶的通过频率为11.25Hz。波音CH-47直升机在首次投人使用时是当时最快的旋翼飞机之一，即使在今天，它仍然是最快的商用旋翼飞机之一。由于旋翼飞机的振动严酷度与飞机速度密切相关（这一方面将在后面讨论），所以采用旋翼飞机运输设备时，以波音CH-47直升机制定振动严酷度。波音CH-47直升机的货舱区域从位于前旋翼正后方的120框延伸至位于后旋翼正前方和双发动机连接位置的482框。320框大致位于货舱区域长度方向的中心。旋翼飞机产生的主振动严酷度通常与人体对振动的敏感度一致。事实上，人体长时间暴露于旋翼飞机产生的某些振动中，可能会超过此类振动的每日建议上限值。因此，许多旋翼飞机的振动测量旨在量化人体暴露于振动环境的量值。然而，人体对振动的敏感度主要偏向低频，这种低频远低于电子设备试验时通常关注的频率范围。因此，为量化人体暴露而开展的测量工作大多不符合本文件的要求。由于人体的敏感度偏向某些低频振动，因此从人体暴露角度来关注旋翼飞机的振动，其关注点与从电子设备的角度是不必相同的。
参考文献[14]和参考文献[15]中的测量工作在波音CH-47直升机上开展，采用了12只压电加速度计和相对应的电荷放大器。振动测量结果记录在具有14个通道的记录仪上。该测量系统的有效频率测量范围为2.5Hz～2500Hz。每三个加速度计成相互垂直构型组成一组，共四组加速度计沿着货舱右的长度方向安装在货舱地板上。此外，还分别进行了两种有效负载的飞行振动测试，每种有效负载的质量均为2t左右，均放置在货舱区域。所有传感器均安装在飞机内部刚度较大的机框位置。测量工作是在一系列不同飞行状态下，并通过多次飞行完成的。通常，旋翼飞机的振动测量是在一系列具有不同稳定状态的条件下开展的。稳定状态包括悬停、不同高度和速度下的平直飞行。此外，振动测量也在瞬态飞行状态下开展。瞬态飞行状态包括起飞、着陆、转换到悬停和转换到自转。在这些瞬态飞行状态中，有些状态发生在大多数飞行中，有些状态发生在紧急情况或训练中（例如转换到自转）。瞬时状态下的振动可能难以测量，但可能会产生相当高的振动严酷度。稳态和瞬态振动条件可能由第7章所述的机理引起。
尽管在引用的文献中很少介绍这些，但是关于波音CH-47直升机的测量报告参考文献[14]和参考文献L15主要以加速度功率谱密度（PSDs）的形式进行分析。这两份报告均未指明用于功率谱密度分析的持续记录时间。但是，开展这些测量的机构通常用于稳态条件下的持续分析时间为30S。需要说明的是，瞬态飞行状态下的分析持续时间会更受限制，通常受限于事件的持续时间，其中一些事件仅发生几秒钟。
如何量化旋翼轴、桨叶通过频率及其谐波处振动幅值是旋翼飞机振动数据处理过程中遇到的特定数据分析问题。在此情况下，频率分析带宽约为2.5Hz。虽然这足以描述旋翼飞行引起的宽带背景振动，但通常认为用功率谱密度幅值的表征方法来量化由旋翼桨叶通过频率及其谐波引起的正弦分量是不充分的。基于此，由旋翼桨叶通过频率及其谐波引起的正弦分量以均方根值（RMS)的形式进行量化。开展测量的机构使用的通用方法是通过对每个正弦分量的功率谱密度幅值进行积分来计算对应的正弦分量的均方根值。参考文献[14]和参考文献[15]阐述使用峰值保持谱（而非“平均”功率谱密度值）来估算旋翼浆叶通过频率的幅值。参考文献[14]和参考文献[15］仅提供选定飞行状态下的功率谱密度，其中的一些谱线见图1～图4所示，包括在旋翼飞机典型最佳持续飞行速度下的平直飞行的功率谱密度曲线，及悬停、转换到悬停和转换到自转时的功率谱密度曲线。这些文献主要以旋翼转速频率（3.75H2）、转速的一次谐波（7.5Hz）、旋翼桨叶通过频率（11.25Hz）和旋翼桨叶通过频率的其他七次谐波（22.5Hz、33.75Hz、45Hz、56.25Hz、67.25Hz、78.5Hz、90Hz)的均方根值来表述严酷度。这些文献还提供了均方根值的整体情况（2.5Hz～2000Hz），部分数据见图5～图14。图5和图10比较了不同飞行状态和货舱地板沿线三个不同位置的均方根值。图5～图10分别给出并比较了总均方根值（2.5Hz～2000Hz），旋翼转动频率，桨叶通过频率及其二阶、三阶和四阶谐波2
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020下的均方根值。宜注意的是，总均方根值是去除了主正弦分量后的值，即它是宽带背景振动的度量。图11和图14比较了货舱地板不同位置和不同轴向的均方根值。比较所用的飞行状态就是图1～图4中以功率谱密度方式所给出的四种飞行状态尽管本文件中的数据量有限，但数据质量是可接受的，并且符合数据质量验证准则（单个数据项）。4.2波音CH-47直升机放下悬吊货物尽管波音CH-47直升机内部有很大的货物区域，但将大件物品作为悬吊负载运输的情况并不少见。这些情况下，用缆绳或网将货物悬吊在旋翼飞机外面的释放吊钩上。虽然波音CH-47直升机有几个这样的释放吊钩，但大多数单件货物通常只使用一个吊钩。宜注意的是，当使用相对更小的旋翼飞机悬吊负载时，可能会使用两个、三个甚至四个吊钩。在所有情况下，货物的动态响应和悬吊布置可能会与飞机产生动力学相互作用使得连接点上的动态载荷增加，从而导致货物/旋翼飞机的动态载荷增加。在飞行过程中已出现过此类悬吊布置方式导致故障的情况。
继4.1所述测量工作之后，参考文献[15]开展了进一步的工作来确定悬吊负载冲击条件的设置。出于这项工作的目的，用四根缆绳将一个可进行空运的ISO集装箱（通过其顶面的吊点）悬吊在旋翼飞机机身下方的一个货物释放吊钩上。该航空集装箱是一个长3m（10ft）的单元（即标准TFU集装箱长度的一半），里面放了2t负载。飞行员采用典型的操作方式放下集装箱。以“真实的”适合旋翼飞机降落的速度尽可能让航空集装箱的四个角落在坚硬的混凝土表面上。采用与4.1中所述相同的测试设备对悬吊的负载进行测量。不过在此情况下进行测量时，在ISO集装箱的底部四角位置各安装了两个三轴加速度计。该测试系统的有效频率测量范围为2Hz～250Hz，采样率为1000Hz。对整个货物放落过程进行测量，随后提取特定事件用于冲击分析。采用时间历程（此处不适合再现）和冲击响应谱（SRS)的方法进行分析。用于冲击响应谱计算的时间历程大约持续1s，为与美国的一些历史数据进行比较，采用的共振增益或Q值取16.66。尽管测量工作进行了悬吊式有效负载的12次单独放落，但并非所有测量工作都为后续分析提供了合适质量的数据。
图15为六次降落放下货物的冲击响应谱，包括ISO航空集装箱的装有加速计的两个底部角点的垂直响应。六次降落放下货物的冲击响应谱表明降落速度约为0.2m/s～1m/s。这些数据与将货物放落到地面或静止车辆上的大量经验是相符的。当悬吊负载被放置到船上时，降落放下速度会更大一些。
尽管本文件中的数据量有限，但数据质量是可接受的，并且符合数据质量验证准则（单个数据项）。4.3补充数据
下文所述的补充数据来自可信的数据源，但其数据质量无法得到充分的验证。通过相关参数和方法可评估旋翼飞机上携带的武器经受的严酷度，为了确认这些参数和方法，参考文献[16］和参考文献[17]开展了相关研究。虽然这项工作与携带的武器相关，但首先需要考虑旋翼飞机本身的振动严酷度。这项工作没有直接提供旋翼飞机的测试数据，因此将其视为补充数据。然而，这项工作确实提供了与参数相关的数据，这些参数会影响几类旋翼飞机的振动严酷度。图16～图18展示了不同空速（参考100kn）和三种不同旋翼飞机，即山猫、海王和支奴干（波音CH-47直升机），在桨叶通过频率下的相对振动幅值。它们分别是小型、中型和大型旋翼飞机。该数据表明，虽然波音CH-47直升机最严酷的振动发生在最高速飞行状态，但其他类型旋翼飞机的情况并不都是这样。该研究还展示了（参见图19)山猫直升机不同机身之间的差异。英国国防标准00-35[18]的早期版本提供了上一段提到的研究参考文献[16］和参考文献[17]中的一些数据。后来版本已将旋翼飞机替换为图19中所示的旋翼飞机的数据，其中包含来自更现代旋翼飞机3
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:202C的更广泛的数据。图20中显示的数据来自对36个不同机身开展的一千多次测量结果，这36个机身为同类旋翼飞机，且制造标准相同。作为机队维护工作的部分测量是在飞机同一参考位置（驾驶舱地板上刚度大的点）进行的。虽然原始的测量是根据桨叶通过频率下的振动幅值进行的，但它们已被转换为关于平均幅值的变化曲线。最严酷的振幅超出了平均振幅的三倍，是观测到的最低振幅的六倍以上。法国军用标准GAM-EG-13[191包括来自法国宇航公司的SA321超黄蜂直升机3>的振动数据。这是一种三引擎重型旋翼飞机，也在中国生产，被称为Z-8。图21～图23中分别针对X、Y和Z轴给出了三个轴向和九种飞行状态下的功率谱密度测量结果。轴的方向和测量位置未知，但假定2轴垂直于货舱地板。分析中使用的测量持续时间和分析频率带宽未知（尽管可能采用了优于1Hz的分辨率）。军用标准表明旋翼飞机起飞质量为12900kg，着陆质量为12100kg，旋翼飞机空载质量为7925kg。十种飞行状态分别为：在地面上旋翼不转；转动起飞；地效悬停；加速至前飞速度70kn；在150m（500ft）的高度不变，分别以70kn、85kn、110kn、130kn速度平飞；然后减速至前飞速度70kn；最后转换到悬停状态。
作为1970年代初测量工作的一部分，为了验证美国军用标准MilStd810G的试验严酷度，美国桑迪亚国家实验室的J.T.FoleyL20o]开展了大量的工作，用以制定许多运输平台的严酷度，包括一些与旋翼飞机（未知)运输相关的数据。遗撼的是，Foley在整个测量工作中使用的分析程序相对独特，无法与本文件中提供的数据直接比较。
SRETS的研究工作（见参考文献[21)是在1998年进行的，它审阅了各种运输方法的测量数据源和试验严酷度。尽管它提到了旋翼飞机的试验严酷度，但没有采用旋翼飞机运输的测量数据。然而，正如本文件中考虑的这样，这些数据出现在北约的STANAG4370AECTP400[23]中。许多环境试验标准上有关于采用旋翼飞机运输或安装在旋翼飞机上的设备的试验严酷度。这些试验标准采用形状经处理的随机或混合振动曲线，并且它们在幅值上并不是特别一致。此外，对于旋翼飞机，测试得到的严酷度和试验严酷度之间的差异可能非常明显。旋翼飞机机载设备的试验严酷度往往比测量数据的幅值明显更高。这应该是因为对机载设备的考核往往要覆盖旋翼飞机的机身总寿命，因此此类试验经常通过加大振幅以便在一定程度上进行加速。对于利用旋翼飞机运输的设备而言，对加速试验的需求不太强烈，因为暴露在这种环境中的时间通常限于几个小时，且旋翼飞机的航程有限以及这种运输方法的成本相对较高。基于以上原因，需要考虑一些代表性标准的试验严酷度。多年来，美国军用装备试验标准MilStd810GL22已经包括许多不同的振动试验类型和严酷度，用于采用旋翼飞机运输和安装在旋翼飞机上的设备的试验。该标准的最新版本是在一个谱形经处理的随机振动背景上叠加数个正弦分量，并分别对采用旋翼飞机运输的设备和安装在旋翼机上的设备的振动严酷度给出了建议。不过，实际上两种严酷度的指南在本质上是相同。每种指南中均给出了四个严酷等级，其中三个用于三个特殊位置（仪表板、传动系统部件和外挂）；机身其他所有位置用同一个严酷等级，包括运输的货物及安装的设备。该标准要求严酷度根据特定的旋翼飞机类型量身定制，并为此目的提供各种机型的主旋翼和尾旋翼的转速，以及每个旋翼上浆叶数量的信息。图24为利用MilStd810G[22]中规定的严酷度推导方法为波音CH-47直升机导出得到的振动试验严酷度。宜注意的是，为了便于比较，图24中的正弦分量已经被转换为窄带，带宽为窄带中心频率的士5%。北约STANAG4370AECTP400：2006L23]中方法401附录D给出了确定旋翼飞机初始振动试验严酷度的指南。该附件提出了针对运输货物和安装设备的振动严酷度，在此情况下，两种试验的严酷度是不同的。图25显示了基于方法401附录D中方法而导出的用波音CH-47直升机来运输的设备的振动试验严酷度。方法401附录D还包含了通过悬吊集装箱和网的方式运输设备的振动试验严酷度（见图26）。安装在旋翼飞机上的设备进行振动试验所选用的正弦分量呈现谐波关系，扫频试验在对应的3）
SA321超黄蜂是法国宇航公司产品的商品名称。提供此信息是为了方便本文档的用户，并不代表IEC对该产品的认可。
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020频带内扫描（四个分量的频率分别为20Hz、40Hz、60Hz和80Hz）。每个扫频频带的宽度与覆盖面很宽的多种机型所能遇到的频率范围有关。宜注意的是，为了便于比较，图36中的正弦分量已被转换为窄带，带宽为窄带中心频率的士5%。英国用于军用设备环境试验的最新标准DEFSTAN00-35[18]包含四种用于旋翼飞机运输的设备的振动试验严酷度。其中三种是针对特定类型的旋翼飞机，另外一种是针对悬吊载荷的通用试验（该标准不包括专门针对载荷放下的冲击试验）。该标准的旧版本有一个试验是针对多种旋翼飞机机型的。不过，在最新的版本中取消了这个试验，因为发现其所给出的严酷度在试验中导致的故障与实际不符。支奴干、梅林和山猫/野猫直升机的具体振动试验严酷度各不相同，分别见图27、图28和图29。前两者是大型运输直升机，后者是小型旋翼飞机，只包括用于人的便携式设备。图30为悬吊载荷的振动试验严酷度。宜注意的是，标准充许使用正弦分量和窄带来复现桨叶通过谐波。桨叶通过谐波的严酷度采用均方根值定义，有了该值，以及所得到的带宽，振动控制器就可根据乘积关系计算窄带的功率谱密度幅值。在这种情况下，图中所示的振幅基于2Hz的窄带频率带宽（具有可接受的代表性）。美国标准RTCA/DO-160[24]和EUROCAE/ED-14[25]表述相似，适用于安装在飞行器和旋翼飞机内的设备。这些标准规定了旋翼飞机内五个不同位置（机身、仪表板和机架、机舱和挂架、发动机和变速箱以及尾翼和尾翼尖端）的振动试验严酷度，及装有往复式和涡轮喷气式发动机的旋翼飞机的严酷度。在制定振动试验严酷度时，允许使用具体旋翼飞机的严酷度；当桨叶通过频率未知时，可使用通用严酷度。图31为桨叶通过频率已知情况下的位于旋翼飞机机身内设备的试验严酷度，即波音CH-47直升机的设备。图31提供两种严酷度，一种用于评估设备的性能，另一种耐久性试验严酷度，用于验证设备的寿命。宜注意的是，为了便于比较，图31中的正弦分量已经被转换为窄带，带宽为窄带中心频率的±5%。
5数据源内部比较
5.1一般要求
第5章讨论的目的是审阅每个数据源的自洽性。5.2波音CH-47直升机的振动
对波音CH-47直升机进行振动测量的目的是为英国军用标准提供有关使用旋翼飞机运输货物时所经受的振动环境的数据。尽管波音CH-47直升机并没有产生最严酷的旋翼飞机环境，但它是在陆地上运输货物最常用的旋翼飞机。在开展这项测量工作时，许多国家的国家标准和国际标准以不同的方式表达了旋翼飞机的振动严酷度，其中许多标准的试验谱无法与通常用于代表公路、铁路和其他类型飞机运输的试验谱进行比较。因此，对于当时已有的通用运输试验是否涵盖旋翼飞机的运输存在疑问。一些试验中使用了旋翼飞机的试验严酷度，导致了某些类型集装箱和设备的故障，这些故障在使用其他类型运输试验严酷度时没有发生，从而导致这种疑问被加深。波音CH-47直升机货舱区域的振动测量值，特别是在平直飞行期间，证明确实比预期的要低一些。测试结果表明，最严酷的振动状态发生在瞬态事件期间。这些事件不仅发生在很短的时间内，而且只在典型的飞行中偶尔发生。还有一些事件，尤其是转换到自转，大多只发生在紧急情况下。波音CH-47直升机货舱区域的振动测量结果说明了一些似乎是大型（运输）旋翼飞机的典型特征。图1～图4说明了通常发生在叶通过频率（本例为11.25Hz)的振动响应最严酷。桨叶通过频率的谐波的频谱幅值随频率增大而逐渐减小，但仅以适度的速率减小。因此，即使是高阶谐波的幅值仍然非常明显。在某些情况下，尤其是对于瞬态事件，发生在二阶或三阶谐波处的振动响应可能特别强烈。图11～图14说明货舱地板最严酷的振动响应发生在垂向上。此外，虽然表明货舱区域前端的振动严5
GB/Z41305.7—2023/IECTR62131-7:2020酷度稍微更严重，但通常沿货舱长度方向的变化并不是那么大（例如，相比于螺旋桨飞机中观测到的变化）。
波音CH-47直升机货舱区域的振动测量报告中提供的振动数据范围确实有一些局限性。尽管如此，该报告提供的数据具有自洽性，且测量结果的趋势和数值在很大程度上与预测值一致。因此，根据内部数据源比较准则，该测量数据满足质量验证准则要求。5.3波音CH-47直升机放下悬吊货物悬吊货物放下时的冲击测量15是本文件审阅的唯一此类数据。然而，冲击响应谱的幅值和特征是此处考虑的事件类型所预期的。半正弦冲击脉冲无法很好地表达图15所示的冲击响应谱。虽然如此，垂向上的幅值可部分地由约12g的半正弦脉冲表示，速度变化对应于约1m/s的值。总体而言，数据呈现自洽性，显现的趋势和测量值在很大程度上与预期一致。因此，根据内部数据源比较准则，该测量数据满足质量验证准则要求。5.4补充数据
来自参考文献16」、参考文献L17|和参考文献L18的英国补充数据将英国关于波音CH-47直升机的数据扩展到其他旋翼飞机。虽然这个补充数据在很大程度上支持了其他数据，但它表明振动严酷度与空速有关，且关系复杂而非简单的比例关系。事实上，补充数据表明了振动严酷度和空速之间的关系，特别是在桨叶通过频率上，可能要根据具体的飞机类型而定。英国的补充数据还提供了关于机身之间振动的差异性以及同一机身上振动随时间变化的数据（尽管这些方面无法在提供的数据中被分开）。虽然机身之间的振动随时间的变化是众所周知的（因为现代旋翼飞机机身通常配备有振动监测系统），但几乎没有公开的真实数据。正如预期的那样，来自GAM-EG-13L19]关于法国宇航公司的SA321超黄蜂直升机的振动补充数据与波音CH-47直升机的测量数据一致。严格来说，考虑不同标准[22]、[23]、[24]和[25]中关于旋翼飞机的振动试验严酷度数据并不属于本系列文件的范围。但是，在此情况下，现有试验的严酷度是有用的。因为它们表明了不同试验机构所采用的来适应不同类型飞机的变化因子。试验严酷度也表明其他标准所使用的混合振动试验，即使用叠加在宽带随机上的固定频率正弦分量或叠加在宽带随机上的固定中心频率窄带振动。6数据源之间的比较
在大多数情况下，不同来源的数据表现出一定程度的自洽性和一致性。根据数据源内部比较准则，这些数据满足质量验证准则要求。7环境描述
7.1产生机械振动的物理源
影响旋翼飞机运输设备的主要动力激励来自主桨叶。旋桨的激励源于流动效应、桨叶产生的机械振动、发动机轴的旋转和传动系统的振动。对于单旋翼飞机，尾旋翼及其传动系统也将为装备的机械环境贡献旋转分量。对于双旋翼飞机，由于两组桨叶之间的相互作用，在两倍的桨叶通过频率下可能产生显著的动力学响应。所有这些旋转分量都表现为正弦分量动态响应的复杂相互作用。飞行的气流和旋翼叶片的下沉洗流也以宽带动态响应的形式导致整机动力学响应。旋翼飞机上任何一点的动态响应是多个激励源和激励机制的共同作用。6
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