一种自适应双腔缓冲器动力特性研究

建立了一种基于弹簧自适应控制油孔面积的双气腔双油腔缓冲器动力学模型和分析方法 ,同时也建立了一种三维摇臂式起落架着陆动力学模型。对某型号飞机起落架着陆缓冲性能进行了计算分析 ,并进行了落震试验验证 ,结果证明了本文建立的动力学模型和分析方法是正确的 ,并已成功地应用于工程。

飞机抖振问题研究进展

介绍了目前国内外对于飞机抖振问题研究的进展。主要介绍了目前国外对于飞机跨音速激波 附面层相互作用诱导的机翼抖振、低速大攻角下分离流诱导的机翼抖振、垂尾抖振的试验和理论研究方法、研究成果以及发展趋势。另外 ,也简单介绍了垂尾抖振减缓的几种方法 ,并对这些方法作了评述。

超临界翼型的跨音速抖振特性

以二维非定常N S方程为基本方程 ,计算跨音速翼型升力系数的时间历程 .根据升力系数的脉动量急剧上升的起始点确定抖振起始边界 .以超临界机翼DFVLR R2和传统翼型NACA0 0 12为研究对象 ,研究了两种翼型的抖振特性 .计算结果表明 ,在超临界翼型的设计马赫数附近 ,超临界翼型具有良好的抖振特性 .

飞机非对称着陆和滑跑载荷分析

研究了飞机非对称着陆和滑跑载荷的分析方法。通过给定飞机初始滚转角，建立 飞机非对称着陆过程中全机动载荷分析模型；按照ＧＪＢ规定的１－ｃｏｓ跑道情况，完 成某飞机滑行过程的动载荷分析。计算结果表明，飞机非对称着陆和滑跑载荷分析 能够合理地模拟飞机真实着陆和滑跑过程中受载情况。

带有结构刚度非线性的跨音速翼型颤振特性研究

以非定常纳维尔 -斯托克斯方程为主管方程 ,计算翼型振荡的瞬态非定常气动力 ,并与带有结构刚度非线性的颤振方程耦合求解 ,用时间推进的方法 ,计算了带有结构刚度非线性的结构响应特性 ,及带有三次型刚度和间隙型刚度非线性的跨音速翼型颤振特性。计算研究表明 ,由于同时具有结构和气动非线性 ,导致了振荡极限环极为复杂的特性。

桩身质量检测的一种新方法——桩形估计法

本文提出了桩身质量检测的一种新方法——桩形估计法,或称“ESP”(Estimation of theShape of a Pile)法。该法基于一维杆应力波理论,将桩划分为N 个单元,根据波在各单元界面处反射与透射的传波原理,推导出在桩顶进行瞬态激振时桩顶的速度响应与界面反射系数以及桩的形状之间的关系。对几种典型缺陷桩进行了计算机模拟,其结果证明作者所提出的桩形估计法是可行的和有效的。现场试验更进一步证明:该法能够较准确地估计出缺陷桩或好桩的形状。

大型飞机多支柱起落架着陆载荷预计和等效落震试验验证方法研究

完成情况简介：本项目以伊尔76飞机为目标，在单支柱起落架飞机的着陆载荷预计和载荷优化技术基础上，改进了原有优化算法，完成了多支柱起落架着陆载荷预计和载荷优化软件编制以及算例考核，并进行了伊尔76双支柱起落架着陆载荷预计。采用理论分析和虚拟试验相结合的方式，在ADAMS中建立了多支柱起落架模型，完成了伊尔76全机着陆虚拟样机分析模型。通过ADAMS的落震试验虚拟系统，对模型进行了多个不同俯仰姿态的落震仿真分析，结合着陆载荷的理论分析，基本上掌握了多支柱起落架飞机落震当量质量的确定方法。多支柱起落架等效落震试验技术的研究成果填补了国内空白，有利于我国大型飞机的起落架研发。

资金项目:国家自然科学基金资助项目

采用能计及非线性结构刚度的颤振方程为控制方程,和非定常N-S方程耦合求解,运用龙格-库塔方法在时域内求解结构响应的时间历程,从而确定颤振临界条件.计算了带结构刚度非线性的跨音速颤振特性.计算结果表明,结构刚度非线性对颤振特性有明显的影响.由于同时具有结构和气动力非线性,导致了具有复杂振荡极限环的特性.

基于响应面方法的多支柱起落架着陆缓冲性能优化

基于起落架缓冲系统受力分析,在MSC.ADAM S平台上建立了某型飞机多支柱主起虚拟样机模型,在给定的投放质量和下沉速度下分析了该起落架的缓冲系统行程、轮胎垂直力和功量曲线。为降低飞机着陆载荷,选取对缓冲器性能敏感程度较大的参数为优化参数,包括空气腔初始容积、初始充气压力及主油孔面积,以着陆时轮胎最大垂直载荷为优化目标。通过基于正交设计的响应面方法,建立优化变量和优化目标间的数学关系,求解方法为模拟退火法。优化后,对新设计参数进行了虚拟试验验证,结果表明降低着陆总载荷8.3%,明显改善了起落架着陆缓冲性能。

多轴应力响应下结构振动疲劳寿命预估的时域方法研究

应用Von Mises应力准则将多轴应力响应等效合成为单轴应力,给出了基于功率谱输入和时域输入的多轴应力响应振动疲劳寿命预估方法,时域输入法的求解过程没有丢失应力分量相位的相互信息,较功率谱输入法更完备。针对激励载荷是以功率谱密度函数形式表达的,提出了Monte-Carlo伪随机历程模拟将激励功率谱转换到时域激励中,再通过时域输入法进行寿命预估的求解思路,保证了等效合成的Von Mises应力的相位信息具有实际的物理意义,可指导多轴应力响应下结构振动疲劳寿命的精确预估以及声疲劳试验研究。

边条翼布局双垂尾抖振表面脉动压力风洞实验研究

对边条翼布局双垂尾发生抖振时的表面脉动压力进行了风洞实验研究。实验在西北工业大学NF-3风洞进行。实验迎角范围：10°-40°，风速：50m／s。实验测量了垂尾内外侧表面各9处的脉动压力，并将脉动压力沿表面积分近似得到垂尾的根部弯矩响应。实验同时测量了垂尾根部应变、翼尖前缘及后缘的加速度响应。实验结果表明，通过不同测量方法得出的垂尾抖振响应规律一致，得到的垂尾抖振起始迎角相同，这表明垂尾的抖振响应是由边条涡破裂流作用在垂尾表面的脉动载荷引起的；随迎角增大，边条涡破裂流的能量不断增加，且越来越集中于低频范围，但当迎角过大时，边条涡的破裂点远离垂尾，破裂涡的能量耗散很大，从而作用在垂尾表面的脉动载荷减弱。

边条翼布局流场及其双垂尾抖振特性研究

对边条翼双垂尾布局模型的流场进行了激光片光源显示实验研究.实验在西北工业大学NF-3风洞三元实验段进行.实验记录了沿机身轴向从边条到垂尾后缘共8个剖面位置的流动状态.测试迎角范围10°～35°,风速4 m/s.通过边条涡流场随迎角的发展和破裂特性与前期双垂尾抖振实验获得的模型垂尾抖振响应特性的对比分析发现：垂尾翼根弯矩、翼尖加速度响应随迎角的变化均与边条涡的发展状态、是否破裂以及破裂程度密切相关.从而得出结论：边条涡破裂是引起边条翼布局双垂尾抖振的主要原因.

舰载机全机落震试验机翼升力模拟方法研究

舰载机全机落震试验机翼升力模拟是在实验室测试飞机着陆载荷时,给飞机动态施加飞机着陆时刻机翼升力,模拟飞机着陆真实受载,机翼升力施加是否合理是全机落震试验成功与否的关键技术。给出了全机落震试验机翼升力模拟准则,提出了一种适用于全机落震试验的模拟机翼升力加载方法。根据该方法介绍了机翼升力加载装置设计原理,并对设计的机翼升力模拟装置进行了力学性能测试。将此方法和装置应用于某型飞机全机落震试验中,分别从施加模拟机翼升力大小、飞机姿态影响、下沉速度影响和着陆能量吸收四个方面对全机落震试验机翼升力模拟方法进行验证和评估。试验结果表明,该方法符合全机落震试验升力模拟准则,可用于舰载机全机落震试验。

双垂尾抖振实验研究

边条翼双垂尾布局是新一代战斗机的主要布局形式,这种气动布局可能引起双垂尾抖振,是飞机设计中的一个技术关键。边条翼布局双垂尾的抖振特性实验研究在西北工业大学低速风洞进行,测试迎角范围:0°～50°。实验还将垂尾位置前移了30mm(15.8%垂尾平均气动弦长)进行测量,并将垂尾前后2种位置的响应进行了对比分析。对2种模型都测量了垂尾的根部弯矩响应和翼尖加速度响应的时间历程,经数据处理得出弯矩和加速度脉动响应的均方根值及功率谱密度分布。实验结果表明:1抖振主要发生在一弯模态;2当迎角达到20°后,翼根弯矩响应和翼尖加速度响应都急剧增加,抖振起始迎角约为20°;3抖振响应在迎角27～40°之间最大;4垂尾前后位置对抖振起始迎角影响不大,但对抖振响应强度有明显影响;5边条涡破裂是诱发边条翼布局双垂尾抖振的主要原因。

Taguchi方法在飞机起落架摆振特性对设计参数灵敏度分析中的应用

针对飞机起落架摆振特性对设计参数灵敏度的问题,使用典型前起落架摆振分析模型,确定飞机在全速度范围内滑跑时系统防摆所需最大临界阻尼值,通过引入Taguchi方法,找出影响系统防摆所需最大临界阻尼值的可控因素,并采用基于正交试验的灵敏度分析方法,定量分析各可控因素对其防摆所需最大临界阻尼值的敏感程度。最后,以某飞机起落架为例,进行摆振特性对设计参数灵敏度分析,找出设计参数最优水平组合,并予以验证。研究表明:该方法对研究飞机起落架摆振特性灵敏度分析是可靠、有效的,为飞机起落架防摆设计研究提供了一个新的方向。

边条翼布局双垂尾抖振特性与机理风洞实验研究

对两种平面形状的边条翼布局模型分别作了双垂尾抖振实验和涡流场激光片光源显示实验研究。抖振实验测量了两种模型双垂尾的翼根弯矩响应和翼尖加速度响应,涡流场显示实验记录了两种模型上典型位置上的涡流场发展状态。通过边条涡流场随迎角的发展和破裂特性与模型垂尾抖振响应特性的对比分析发现:(1)垂尾翼根弯矩、翼尖加速度响应随迎角的变化均与边条涡的发展状态、是否破裂以及破裂程度密切相关;(2)主翼后掠角较大的情况下,机翼前缘涡与边条涡相互干扰,不但加快了涡的破裂使得双垂尾抖振起始迎角减小,而且使得垂尾的抖振响应较大。

典型金属加筋板鸟撞实验研究

以典型金属加筋板为鸟撞实验研究对象,采用数字图像相关法的非接触测试方法实现鸟撞区域测试点三维位移信息的测量,与传统的接触式测试方法相比,测试精度和可靠性得到了提高。并通过分析高速摄像结果,得到数值模拟中鸟体应采用的描述流体行为的本构模型。最后通过对比不同撞击点的实验结果,确定了典型加筋板的鸟撞危险点,验证了加筋板不同的蒙皮-筋条间连接强度对结构抗鸟撞性能的影响。

舰载机前起落架突伸性能试验研究

现代航母舰载机多使用弹射起飞方式,在弹射起飞行程末端,前起落架突伸是一种增加舰载机离舰迎角,提高飞行安全的重要技术手段。设计了一种适用于弹射起飞舰载机起落架突伸性能测试试验方案,搭建了试验系统,并对某型飞机前起落架突伸性能进行了试验验证,对起落架突伸过程进行了分析。通过改变试验初始条件,分析了影响起落架突伸性能的因素,并给出了定量描述。建立了双气腔油气式起落架动力学模型,对某型飞机起落架典型工况突伸性能进行数值模拟,将数值计算结果与试验测试结果进行对比。利用动力学模型对起落架缓冲性能进行计算校核,给出了不同初始条件下起落架缓冲性能变化趋势和数量。结果表明,对于双气腔油气式起落架,起落架突伸性能提升往往会导致起落架缓冲系统效率降低和最大着舰载荷增大。在弹射式舰载机起落架设计时,必须综合考虑突伸性能和缓冲性能。

无人机全机着陆试验系统设计及应用

伞降回收是无人机重要的回收方式之一,回收系统的有效性需通过全机着陆试验予以验证。针对小型伞降无人机回收的技术特点,提出了此类无人机全机着陆试验方案。搭建了适用于伞降着陆方式无人机全机着陆试验平台和测试系统。解决了无人机全机着陆试验中机械系统设计和测试系统搭建等技术难题。利用全机试验平台成功进行了某型无人机全机着陆试验。试验结果表明:该试验系统工作稳定、可靠,可用于无人机着陆过程中起落架受载、吸能测试,机体强度验证和全机振动响应等结构性能考核。

基于MSC Adams/Aircraft的飞机起落架着陆动态性能分析

以某支柱式起落架飞机为原型,在MSCAdams/Aircraft平台上建立起落架及全机虚拟样机模型并进行落震仿真分析、全机着陆仿真分析.全机着陆仿真分析结果与落震仿真分析结果一致性较好,为在MSCAdams软件基础上进行飞机着陆过程虚拟技术研究奠定基础.