起落架系统刹车走步动力学特性研究

起落架碳陶刹车系统的刹车力矩在角速度快速变化时,随着机轮转速的减小而增大,刹车力矩和机轮转速曲线的负斜率与起落架刹车走步振动有较大的关系。本文建立了一个三自由度起落架刹车走步动力学模型,对水陆两栖飞机主起落架刹车振动进行了分析,重点研究刹车力矩负斜率对起落架刹车振动的影响,计算的加速度响应、频率与起落架外场滑跑刹车试验测试结果一致。研究了初始刹车力矩、负斜率、起落架航向刚度与阻尼、支柱等效高度等参数对起落架动力学系统的影响,给出了初始刹车力矩与刹车力矩负斜率在高速刹车状态下的双参数振动收敛边界。通过Hopf分岔分析得到了起落架刹车系统的刹车力矩负斜率与初始速度的双参数分岔图。通过分析得出,起落架刹车低频振动发散可能由刹车力矩负斜率超过一定范围或刹车压力大导致刹车力矩过大,滑移率超过限值两种原因导致。相对于高速刹车,刹车力矩负斜率对低速刹车稳定性影响更大。在分析结果的基础上给出了抑制起落架刹车走步的方法与建议。

飞机刹车诱导颤振稳定性分析与减振设计

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际工程应用价值出发,以机轮速度、液压系统等效阻尼、刹车盘面阻尼、盘面摩擦特性几类关键因素为控制变量,利用数值仿真与分岔理论等非线性分析手段研究了上述参数对系统稳定性的影响,并确定了使系统保持稳定的结构参数范围,方便对结构进行参数化快速分析设计。基于模型分析的结果,揭示了刹车振动产生的部分原因,从结构参数和刹车控制律两方面针对性的提出了对应的减振优化措施,进而形成了完整的飞机刹车诱导颤振的分析方法,为飞机制动器设计初期提供了理论参考依据。

结构间隙对起落架地面滑跑摆振特性影响分析

针对两种常见的飞机滑跑状态,即减摆状态和操纵状态,建立多自由度起落架摆振动力学模型,研究间隙对两者的影响机理,得到了两种不同形式的含间隙起落架摆振动力学数学模型。通过非光滑系统光滑化处理以及多维系统数值分析求解。结果表明,减摆状态下,起落架摆振频率会略微增大,结构库伦摩擦能够减弱结构间隙引发的持续摆振影响。对于操纵状态,通过快速傅里叶变换进行频域特性分析,发现支柱侧弯以及扭转之间耦合严重,两者的刚度直接决定起落架的摆振频率;存在结构间隙后,起落架整体的频率会变小,最终系统均会逐步趋于稳定的极限环震荡状态。

飞机机轮摆振的数字仿真

采用液压减摆器的流体力学模型代替摆振分析中常用的线性或二次阻尼系数 ,模型中考虑了油液压缩性的影响 ,采用变化的油液体积弹性模量。采用仿真方法研究飞机机轮的摆振问题。应用快速富氏变换从时域响应获取摆振频率信息。仿真结果与 0批 K8飞机的滑行实测结果进行了考核对比 ,仿真所得摆振幅度。

飞机柔性前起落架摆振仿真分析

前轮摆振是飞机地面动力学中的重点研究课题。基于多体动力学理论,采用有限元方法及点线吻合的方法处理缓冲器的柔性问题,建立了前起落架全柔性体摆振动力学模型,并采用起落架静力试验的结果对模型进行校验;给出了以飞机速度和防摆阻尼系数组成的飞机摆振稳定区域图;研究了轮胎的侧向刚度与转动间隙对临界防摆阻尼的影响。结果表明:采用点线吻合方法能准确有效地模拟柔性缓冲器的运动特性;采用二次防摆阻尼在速度高于10 m/s情况下,临界防摆阻尼随速度的增大逐渐减小甚至为零;随轮胎侧向刚度的增长而增加,转动间隙会显著提高所需的临界防摆阻尼。

国内外起落架摆振研究进展及工程防摆设计的若干思考

飞机起落架的摆振严重影响着乘员的舒适度以及机体、起落架的使用寿命,因此起落架摆振是飞机结构动力学的重要研究课题之一。从摆振的最初理论基础出发,全面阐述了摆振产生的机理和防摆设计中需要重点考虑的因素;综述了国内外飞机起落架摆振研究的概况和最新进展;从工程设计角度,提出了起落架摆振验证的验证思路和方法。

横航向驾驶员诱发振荡研究及地面模拟验证

本文建立了包括非线性环节在内的横航向驾驶员—操纵系统—飞机本体组合系统的数学模型,采用闭环控制原理,对JJ-7飞机横航向驾驶员诱发振荡PIO问题进行了研究,并详细地讨论了驾驶员参数及其各种操纵动作、操纵系统和飞机本体气动参数对横航向PIO的影响,探讨了横航向PIO产生的机理。文中以JJ-7飞机为例,采用时域法在整个飞行包线各点进行了检查,并用固基飞行模拟器进行模拟验证。其结果与理论计算结果相一致。

红外地球敏感器扫描镜机电特性光电检测系统研究

针对摆动扫描式红外地球敏感器扫描轴系的动态性能的测试技术进行了深入研究。介绍了测试系统的组成、总体结构和测量原理,着重阐述了姿态给定装置-两轴转台的设计方案及其传动机构精度计算,通过对扫描镜机电特性检测系统动态精度标定,其摆角测量范围为0°～±12°,精度达±0.05°,并给出三种姿态下的工作曲线。

机体连接处局部刚度对轻型飞机起落架摆振稳定性的影响研究

针对前起落架与飞机机体连接处局部刚度对起落架系统摆振稳定性影响的问题,以前起落架为研究对象,建立了考虑起落架与机体连接处局部刚度影响的起落架摆振分析模型,并采用复特征值优化法对摆振稳定性进行了计算与分析。最后,针对某轻型飞机前起落架,分析了机体连接处局部刚度对起落架系统摆振稳定性的影响,并通过物理试验验证了理论计算的正确性。研究表明:起落架与机体连接处局部刚度对起落架摆振稳定性影响比较明显;连接处局部刚度越小,系统所需临界阻尼越大,系统越不稳定;反之亦然;连接处局部刚度越小,系统摆振频率越小,反之亦然。在防摆设计时,应考虑起落架与机体连接处局部刚度与起落架侧向刚度之间的匹配关系。

考虑机体动力特性的前起落架摆振分析

以某型客机为对象,研究了飞机滑跑时前起落架的摆振稳定性问题。首先建立了考虑机体动力特性的起落架摆振动力学方程组,之后将某型客机参数带入方程组求解得到了该型机前起落架滑跑临界阻尼、临界速度及发生摆振的频率范围。研究结果表明,该机滑跑时出现的摆振失稳问题为减摆器阻尼不够而引起的轮胎型摆振,且该摆振与机体振动模态形成了耦合共振,可以通过增大减摆阻尼避免此问题。同时,还研究了机体结构弹性、轮胎刚度对起落架摆振特性的影响规律。起落架摆振临界速度、最大临界阻尼值及摆振频率随着轮胎扭转及侧向刚度的增大而增大;而机体弹性使飞机起落架的摆振频率更低,且摆振稳定区变小,更易发生摆振现象。因此在研究现代新型大型客机起落架摆振稳定性问题时,不能忽略机体动力特性的影响。

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。

复合摆和耦合摆运动的可视化

利用视频跟踪技术和Tracker软件,通过运动时序图和李萨如图展示了不同数量复合摆构成的耦合摆的多种运动形式,包括两个复合摆的同振幅同方向振动、同振幅反方向振动、拍振以及3个和4个摆之间的能量转移运动.这种实验演示方法有助于学生加深对耦合摆运动规律的认识.

某型飞机高原起降前轮摆振特性分析

前轮摆振是飞机结构动力学的主要研究课题之一, 文章应用前轮摆振理论,结合高原机场的使用特点,分析了某型飞机在高原环境下起降的前轮摆振特性,得出该型飞机高原起降的摆振特性曲线。并与该型飞机的平原摆振特性进行了对比分析。

飞机柔性对前起落架摆振的影响分析

以某型客机为对象,研究了飞机滑跑时前起落架的摆振动力学问题。基于多体动力学理论,采用子结构模态综合法将关键部件柔性化,建立了计及前起落架和机身弹性的全机地面滑跑刚柔耦合动力学模型,并进行了摆振稳定性仿真分析。采用起落架静力试验和模态试验的结果对模型进行校验,仿真结果与试验结果吻合较好。给出了以飞机速度和防摆阻尼系数组成的飞机摆振稳定区域图,研究了机身刚体运动与弹性对摆振的影响。结果表明:采用线性防摆阻尼时,定义摆振临界稳定所需的初始摆角对临界防摆阻尼的影响可忽略不计;采用简化方法将起落架弹性等效为起落架和机身连接刚度的方法会带来较大的误差,仅适用于定性分析;机身刚体运动对防摆阻尼影响很小,机身柔性的影响相对较大,使得中高速情况下所需防摆阻尼平均增加了12.1%。

飞机起落架系统摆振动力学研究进展

摆振是起落架支柱侧向运动与围绕支柱的扭转运动相互耦合产生的自激振动,对飞机地面滑行的操纵性与安全性等具有很大的危害,是起落架系统设计中重点关注的动力学问题之一。摆振主要有“轮胎型”和“结构型”2类,可以采用动力学理论建模、多体动力学数值分析与全尺寸物理试验等方法对起落架系统的摆振特性进行研究,已发展了线性与非线性理论建模方法和数值工具,建立起了起落架摆振试验系统,也开展了全机瞬态激励下的滑跑稳定性试验。为防止摆振问题的产生,在认识摆振机理的基础上,研究者广泛而又深入地研究了起落架设计参数、轮胎参数、机体特性等对滑跑动响应与稳定性的影响,在获得各种设计参数对起落架摆振稳定性影响的基础上,发展了摆振动力学优化设计方法和智能器件与半主动/主动控制的摆振抑制方法,并开展了试验验证或装机演示验证。结合未来飞机平台的发展和起落架技术的创新,对起落架摆振动力学问题的未来发展方向进行了展望。

基于Simulink的飞机前起落架摆振仿真分析

以某型飞机机为研究对象,基于线性化假设建立起分析飞机前起落架摆振问题的运动微分方程组。利用Matlab中的Simulink模块分别在考虑结构柔性及不考虑结构柔性的情况性下建立仿真模型,在一定的系统参数及飞机落地滑速度下进行仿真,并对比仿真结果。

起落架摆振分析的典型轮胎模型及其发展趋势

轮胎模型对起落架的摆振分析至关重要。针对现有摆振分析轮胎模型,主要分类介绍张线模型、点接触模型和magic formula模型,并指出有限元模型和自适应模型将成为以后摆振分析轮胎建模的主要研究方向。

起落架走步对轻型飞机刹车失效分析及对策

通过对某轻型飞机刹车失效进行分析,表明起落架走步是造成刹车失效的主要原因。进而提出在控制盒内机轮速度电路中增加低通滤波器、控制盒内阀门电压级增加特殊滤波器、起落架结构加固和降低刹车系统最大刹车压力等4种对策,解决了刹车失效问题。为现场短时间、低成本、有效地抑制起落架走步问题,避免刹车失效提供了有效的解决方案。