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飞机牵引滑行工况下前起落架疲劳寿命仿真分析
1
作者
孙艳坤
陈银
+2 位作者
张威
刘海涛
魏义礼
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期246-252,共7页
为使机场运行更加高效经济,提出一种由牵引车将飞机高速牵引滑行至跑道起飞端的新模式。在牵引滑行工况下,前起落架要承受长时间长距离的高速重载荷牵引,同时受牵引车的加速和制动特性的影响,可能导致前起落架疲劳寿命降低。于是,针对...
为使机场运行更加高效经济,提出一种由牵引车将飞机高速牵引滑行至跑道起飞端的新模式。在牵引滑行工况下,前起落架要承受长时间长距离的高速重载荷牵引,同时受牵引车的加速和制动特性的影响,可能导致前起落架疲劳寿命降低。于是,针对飞机前起落架在该工况下的载荷分析以及疲劳寿命验证十分重要。通过Adams软件建立多体动力学模型,模拟真实工况,对不同牵引滑行速度下的牵引车-飞机系统仿真,获取到前起落架的载荷谱信息。结合前起落架有限元模型静力学分析和载荷谱,通过频域寿命分析法,在nCode软件中计算得到前起落架的疲劳寿命。结果表明,高速牵引滑行工况产生的大载荷加剧前起落架疲劳损伤,疲劳损伤从减震支柱凸耳向下阻力臂延展,疲劳寿命缩短3个数量级,需要对前起落架下阻力臂进行结构优化。本文中的研究可以为新牵引滑行模式下前起落架的疲劳寿命结构优化提供参考。
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关键词
高速牵引滑行
前起落架
疲劳寿命
联合仿真
载荷谱
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职称材料
飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法
被引量:
2
2
作者
孙艳坤
杨慧
+1 位作者
张威
秦嘉浩
《交通信息与安全》
CSCD
北大核心
2022年第5期91-101,共11页
针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景,研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式,考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距,分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配...
针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景,研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式,考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距,分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配时的飞机主起落架几何中心过中心线(GCOC)法,并基于2种方法建立运动学模型,在净距及飞机前轮转角约束下对系统转弯滑行入港运动进行轨迹规划。基于GCOC法建立连续非线性系统的轨迹跟踪模型,通过线性二次调节器(LQR)对不同权重系数及存在初始偏差的轨迹跟踪问题进行了研究。结果表明:牵引车以HPOC法牵引飞机在与其机型不匹配的机场滑行入港时,机轮会发生碰撞危险;而采用GCOC法时其运动轨迹可以满足跑道及滑行道边缘的安全净距要求。在对系统进行轨迹跟踪控制时,当将飞机主起落架几何中心的横、纵坐标权重系数 Q_(1)、Q_(2)及表示飞机姿态的角度权重系数 Q_(3)均设为100,而表示牵引车姿态的角度权重系数 Q_(4)设为0时,即:Q=(100,100,100,0),该方法可将实际牵引滑行入港轨迹与参考轨迹的偏差保持在0.05~0.1 m以内,且能够在10 s左右抑制系统状态变量误差,并使控制变量达到稳定;同时能够在12 s左右修正系统的初始偏差,相较于单机偏差修正的10 s,具有可接受的效果。
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关键词
机场地面运行
牵引滑行系统
路径仿真
运动学模型
轨迹跟踪
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职称材料
题名
飞机牵引滑行工况下前起落架疲劳寿命仿真分析
1
作者
孙艳坤
陈银
张威
刘海涛
魏义礼
机构
中国民航
大学
航空
工程学院
中国民航局中国民航航空地面特种设备研究基地
中国民航局
民航
智慧机场理论与系统重点实验室
威海广泰空港
设备
股份有限公司国家空港
地面
设备
工程技术
研究
中心
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期246-252,共7页
基金
国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U2033208)
中央高校基本科研业务费项目(3122020031)。
文摘
为使机场运行更加高效经济,提出一种由牵引车将飞机高速牵引滑行至跑道起飞端的新模式。在牵引滑行工况下,前起落架要承受长时间长距离的高速重载荷牵引,同时受牵引车的加速和制动特性的影响,可能导致前起落架疲劳寿命降低。于是,针对飞机前起落架在该工况下的载荷分析以及疲劳寿命验证十分重要。通过Adams软件建立多体动力学模型,模拟真实工况,对不同牵引滑行速度下的牵引车-飞机系统仿真,获取到前起落架的载荷谱信息。结合前起落架有限元模型静力学分析和载荷谱,通过频域寿命分析法,在nCode软件中计算得到前起落架的疲劳寿命。结果表明,高速牵引滑行工况产生的大载荷加剧前起落架疲劳损伤,疲劳损伤从减震支柱凸耳向下阻力臂延展,疲劳寿命缩短3个数量级,需要对前起落架下阻力臂进行结构优化。本文中的研究可以为新牵引滑行模式下前起落架的疲劳寿命结构优化提供参考。
关键词
高速牵引滑行
前起落架
疲劳寿命
联合仿真
载荷谱
Keywords
high-speed towing taxiing
nose landing gear
fatigue life
co-simulation
fatigue life
co-simulation
load spectrum
分类号
V226 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法
被引量:
2
2
作者
孙艳坤
杨慧
张威
秦嘉浩
机构
中国民航
大学
航空
工程学院
中国民航局中国民航航空地面特种设备研究基地
中国民航局
民航
智慧机场理论与系统重点实验室
出处
《交通信息与安全》
CSCD
北大核心
2022年第5期91-101,共11页
基金
国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U2033208)
中央高校基本科研业务费项目(3122020031)资助。
文摘
针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景,研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式,考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距,分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配时的飞机主起落架几何中心过中心线(GCOC)法,并基于2种方法建立运动学模型,在净距及飞机前轮转角约束下对系统转弯滑行入港运动进行轨迹规划。基于GCOC法建立连续非线性系统的轨迹跟踪模型,通过线性二次调节器(LQR)对不同权重系数及存在初始偏差的轨迹跟踪问题进行了研究。结果表明:牵引车以HPOC法牵引飞机在与其机型不匹配的机场滑行入港时,机轮会发生碰撞危险;而采用GCOC法时其运动轨迹可以满足跑道及滑行道边缘的安全净距要求。在对系统进行轨迹跟踪控制时,当将飞机主起落架几何中心的横、纵坐标权重系数 Q_(1)、Q_(2)及表示飞机姿态的角度权重系数 Q_(3)均设为100,而表示牵引车姿态的角度权重系数 Q_(4)设为0时,即:Q=(100,100,100,0),该方法可将实际牵引滑行入港轨迹与参考轨迹的偏差保持在0.05~0.1 m以内,且能够在10 s左右抑制系统状态变量误差,并使控制变量达到稳定;同时能够在12 s左右修正系统的初始偏差,相较于单机偏差修正的10 s,具有可接受的效果。
关键词
机场地面运行
牵引滑行系统
路径仿真
运动学模型
轨迹跟踪
Keywords
airport ground operation
traction taxiing system
path simulation
kinematic model
trajectory tracking
分类号
V351.34 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
飞机牵引滑行工况下前起落架疲劳寿命仿真分析
孙艳坤
陈银
张威
刘海涛
魏义礼
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法
孙艳坤
杨慧
张威
秦嘉浩
《交通信息与安全》
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
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