基于前起落架突伸技术的新型缓冲器仿真设计分析

针对舰载机的前轮拖曳弹射起飞方式,结合前起落架突伸技术对缓冲器构型进行了研究,确定了缓冲器的组合突伸模式。基于常规型双腔油气式缓冲器提出了改进的缓冲器构型,并通过适当减小缓冲器的反弹阻尼来缩短突伸时间。应用动力学仿真软件LMS Virtual.Lab与机械/液压仿真软件AMESim实现了舰载机前起落架弹射-突伸动力学联合仿真。仿真结果表明:缓冲器各关键参数的变化与理论计算结果一致;增加高压充气的突伸模式比单纯释放储存势能的突伸模式能够获得更好的突伸效果,改进设计型缓冲器可有效缩短突伸时间。

舰载机前起落架突伸的动力学分析

研究了舰载机前起落架的突伸运动。针对这个问题，文中建立了一个两自由度的质量－弹簧－阻尼器的力学模型，推导出突伸运动方程以及两种不同形式的双气室缓冲器的非线性气体弹簧力和油液阻尼力的计算公式，并通过对已有试验结果的验算说明了本模型的可行性。利用该模型，用数值方法分析、校核了某舰载机的初步设计方案，计算得到了前起落架突伸运动的位移、速度曲线，并给出突伸期间飞机在甲板上的滑行距离和攻角的增量。文中还讨论了油液阻尼对提高突伸速度和避免机轮二次撞击甲板的影响，指出了协调、优化舰载机突伸性能和着舰性能的途径。本文的工作对舰载机突伸机构的设计具有参考价值。

前起落架突伸对舰载机起飞特性的影响

研究了前起落架突伸的实现模式和突伸对舰载机起飞特性的影响。分别对四种突伸模式及突伸机构设计参数的作用进行了比较分析。结果表明，前起落架突伸对于减少舰载机离舰后的下沉和缩短飞机起飞滑跑距离有明显的作用。

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。

舰载机前起落架突伸性能优化

为提高舰载机的起飞性能,通过对双腔油气缓冲器阻尼油孔截面积随行程变化的控制,实现某舰载机前起落架突伸性能优化.该方法选取二质量弹簧—阻尼器系统作为前起落架突伸运动的力学模型,将阻尼油孔面积随行程变化的函数代入突伸运动微分方程,建立以突伸时间为优化目标的数学模型.采用黄金分割优化方法,得到优化后突伸运动位移和速度曲线.经与3组不同直径常截面油孔在同样结构参数和初始填充参数下曲线的对比分析,证明采用变截面油孔缓冲器优化前起落架突伸性能的合理性.

舰载飞机起落架突伸时外筒应力陡增分析

分析了某舰载飞机斜板滑跃起飞试飞时,前起落架在机轮出斜板而卸载后,缓冲器外筒轴向应力未减小反而陡增的现象。在介绍缓冲器结构、工作原理和受力数学模型的基础上,建立了缓冲器外筒轴向应力的计算模型;结合对实测数据的分析,揭示了缓冲器外筒应力陡增的原因。结果表明:外筒轴向应力与缓冲器的行程和活塞运动速度相关,起落架出斜板后外筒应力陡增的主要原因是起落架突伸时,活塞杆高速伸出引起油液阻尼力大幅增加及高速伸出的起落架的下部质量在反阻活门关闭瞬间对外筒底面的撞击。

舰载机前起落架突伸的动力学响应分析

为研究舰载机前轮拖拽弹射起飞技术,基于多体系统动力学理论,建立模拟舰载机前起落架突伸的4自由度多体动力学模型,推导出系统的动力学微分方程.利用该模型,用数值方法仿真舰载机前起落架的突伸运动,得出突伸过程中舰载机的重心位置、俯仰角和前起落架空气弹簧力等参数的动态响应特性.仿真结果可为舰载机及其起落架设计提供参考.

舰载机前起落架突伸性能分析与验证

舰载机弹射起飞对前起落架突伸性能要求严格,针对双气腔油气式起落架进行突伸动力学建模,编制程序分析起落架的突伸动态过程。设计了一套弹射起落架突伸试验方案,成功地对前起落架突伸动态性能进行了测试与验证,并对试验过程中的现象进行了分析。分析结果与试验结果符合性好。研究了缓冲器内部结构、充填参数变化对突伸性能的影响,通过优化回油孔直径、缓冲器充气压力、轮胎压力,高低压腔体积比、油针尺寸等参数,可以提高起落架突伸性能。

起落架突伸缓冲器的设计与验证

为了解决舰载机突伸缓冲器的设计与试验问题,从舰载机前起落架的设计要求和约束出发,提出了一种兼具能量吸收、停机高度控制和突伸的缓冲器结构形式。针对此结构,给出了基于理论分析进行突伸性能预测的方法。同时,也进行了动力学建模和仿真;并与遗传算法结合,给出了指定行程下突伸速度边界对应的质量。最后,进行了突伸试验。试验结果表明,突伸速度主要取决于突伸行程和突伸质量,而轮胎压力不是主要因素。

某机起落架双腔缓冲器设计及突伸动力学研究

以某机前起落架为研究对象,为满足突伸要求将单腔缓冲器改为双腔缓冲器,并建立了该机前起落架的突伸动力学模型。首先进行突伸动力学性能分析,进而对双腔缓冲器高压腔充气压力以及回油孔面积进行参数影响分析。研究发现:采用双腔缓冲器设计方案在弹射起飞过程中可以快速增大舰载机飞行迎角,无明显航迹下沉现象;双腔缓冲器高压腔充气压力越大,突伸力越大,舰载机离舰后飞行迎角增大得越快;增加缓冲器回油孔面积有利于舰载机弹射起飞半抛物飞行阶段飞行迎角的建立,并且可以提高爬升率。

舰载机前起落架突伸动力学分析及试验方法

为了了解舰载机前起落架突伸试验与实际突伸过程的当量关系,本文以某舰载机为研究对象,建立了全机弹射起飞动力学模型,进行了全机弹射起飞动力学分析,得到了前起落架突伸过程中的动态响应。提出了基于当量质量的前起落架突伸动力学试验方法,设计了试验方案,建立了前起落架突伸动力学试验分析模型,进行了突伸动力学分析。进而依据全机突伸动力学分析结果,对基于当量质量的前起落架突伸动力学试验中相关参数的选取进行了探讨研究,结果表明:当突伸当量质量系数取0.8时,突伸动力学响应特性与全机弹射起飞突伸过程的动态响应结果比较吻合。

舰载机起落架突伸性能参数敏感性分析

以配置优化变截面油针的双腔油气缓冲器为研究对象,基于经典的二质量弹簧-阻尼动力学模型,从一组原始参数出发,考察了低压腔初始压力、高低压腔转换支柱临界行程位置、轮胎预压缩量以及油液缩流系数等起落架结构与充填参数的变化对舰载机突伸性能的影响。数值仿真结果表明,以上各参数对突伸性能的影响有别于它们对缓冲性能的作用,并且对振荡特性和突伸时间的影响还各有侧重,一起构成了起落架突伸性能参数敏感性分析的完整性。

考虑载荷突卸的舰载机弹射起飞动力学分析

为了分析舰载机弹射起飞过程中的动力学特点,建立了一种考虑前起落架载荷突卸的弹射起飞动力学模型.研究了在弹射开始时由于牵制载荷突卸而引起的前起落架沿着垂直方向的快速振动现象,并分析了该现象的动力学成因;研究了在弹射末端由于弹射杆载荷突卸而引起的前起落架的快速突伸规律,分析了各种参数对前起落架突伸的影响.结果分析表明:为了减小前起落架支柱受力的波动峰值,应适当增加弹射杆长度和牵制杆长度,及牵制杆最大破坏力值;但为了降低弹射起飞难度,应适当减小弹射杆长度.

舰载机起落架弹射冲击试验研究

舰载机在弹射起飞时,由于弹射器的拖拽及发动机的推力作用,先后经历牵制杆释放、弹射滑跑以及弹射突伸等弹射冲击过程,弹射过程使得起落架在垂向及航向产生较大的振动响应,对飞机的操纵性及起落架的结构都会造成较大的影响。为研究起落架在弹射过程的动态响应特性,本文提出了一种舰载机起落架弹射冲击试验方案,在逆航向加载牵制载荷、在航向加载弹射牵引载荷以模拟真实的弹射冲击过程,在垂直方向通过仿升系统提供仿升载荷模拟真实飞机所受升力,最终完成舰载机起落架弹射冲击试验系统的搭建与调试,对起落架弹射冲击过程的动态响应进行研究与分析。

舰载飞机弹射起飞动力学研究进展

舰载飞机弹射起飞过程载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受航母运动、气流扰动等条件影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题。文中对舰载飞机弹射起飞动力学问题及研究现状进行概述,包括弹射拖曳动力学、弹射突伸动力学、机-舰-气流综合效应以及弹射起飞前起落架振动问题,并指出了需要进一步研究的几个关键技术问题。

舰载机蒸汽弹射动力学仿真分析

阐明了蒸汽弹射装置应用的必要性。在综合考虑热力学模型、牵引释放装置数学模型、舰载机动力学模型以及起落架突伸等因素的基础上,提出了舰载机蒸汽弹射动力学仿真分析模型。以C-13型弹射器和某型飞机为例进行了仿真分析,并与相关实验数据进行对比分析,其分析结果可为舰载机蒸汽弹射系统设计以及试验验证提供有益参考。

考虑弹射起飞的航母剩余甲板长度研究

为了分析弹射行程结束之后剩余甲板长度的范围问题,建立了一种考虑舰载机前起落架突伸作用的弹射起飞动力学模型。对甲板弹射起飞阶段的动力学过程进行了仿真分析,从前起落架突伸作用的角度设计了最有效剩余甲板长度;对离舰起飞阶段进行了仿真分析,从舰载机下沉量的角度设计了最小剩余甲板长度。最后综合考虑前起落架突伸作用和下沉量,提出了一种剩余甲板长度设计方法,并得到了仿真结果的验证,具有重要的现实意义和工程价值。

应用电磁弹射器的舰载机起飞性能分析

针对应用电磁弹射器的舰载机弹射起飞过程,综合考虑了电磁弹射器的推力、舰载机前起落架突伸力和载舰的运动,建立了舰载机弹射起飞的数学模型,并据此,分析了上述各种因素对舰载机弹射起飞安全性的影响,计算得到在满足舰载机弹射起飞安全准则的条件下,各种起飞因素应该满足的适应范围。研究分析表明：在风浪较大的恶劣天气条件下,通过适当地增加电磁弹射器的电磁推力和前起落架的突伸力,可以有效抑制舰载机的航迹下沉现象,确保舰载机的安全起飞过程。

舰载机多体动力学建模与弹射起飞模拟

考虑航母扰动以航母为参考系,建立了考虑机体弹性以及支柱弹性的舰载机弹射起飞多体动力学模型,将舰载机动力学方程推广到非惯性参考系下;通过增加自由停机和张紧停机过程,构建了弹射起飞全过程的数值模拟能力,并通过算例对建模可靠性进行了验证。算例结果准确模拟了牵制杆拉断后前起落架垂向的不稳定振荡现象、弹射力卸载后前起落架的快速突伸现象,以及起落架离舰效应等物理过程。算例结果表明:借助于起落架的突伸,飞机离舰前的升降舵偏角产生的抬头力矩能有效增加离舰的俯仰角和俯仰速度,提高弹射起飞性能;离舰后升降舵偏转控制律在提高飞机迎角建立速度的同时,还能控制最大飞行迎角,有利于离舰飞行安全;飞机离舰时航母舰艏的垂直速度、俯仰速度以及抛射角对飞机的离舰飞行性能有影响,航母运动会危及舰载机弹射起飞安全,且以纵摇和横摇运动的影响最为显著。