大型飞机多支柱交联式起落架一体化载荷校准及建模研究

针对某大型飞机多支柱交联式起落架结构受力及传力特点,首次采用一体校准、独立建模的载荷试验方法,三支柱起落架侧挂正向一体安装、一体加载,解决了多支柱之间的载荷影响问题。根据交联式多支柱结构受力及传力特点,进行应变电桥及载荷工况设计,载荷工况既包括常规的单支柱加载,还包括满足多支柱影响的两支柱及三支柱组合加载工况。提出了多支柱广义响应系数概念,并通过广义响应系数对支柱之间的影响效果进行分析,显示支柱载荷向前单向传递,后支柱影响紧邻前支柱,前支柱不影响后支柱。据此提出了支柱独立建模、载荷逐次迭代、基于广义响应系数的支柱消扰载荷建模方法,获得了满足精度要求的载荷模型。     

一起PA44-180飞机前斜撑杆断裂故障的分析

飞机起落架是飞机的主要受力结构,本文介绍一起PA44-180飞机前起落架斜撑杆折断的故障,并对该型飞机的前斜撑杆结构、受力进行了分析,最后提出有针对性的检查和维护措施。     

飞机主起落架撑杆接头疲劳寿命分析

某主起落架结构在设计初期的疲劳试验中暴露出撑杆接头为疲劳薄弱部位,不能满足飞机寿命的要求,需要对撑杆接头进行结构改进设计。运用MSC.Fatigue疲劳寿命分析软件,以设计初期的撑杆接头疲劳试验寿命为基础,对材料的S-N曲线进行适当修正得到零构件的S-N曲线,然后运用"类比法",对改进后的撑杆接头采用起落架实测载荷谱进行疲劳寿命分析。这种零构件寿命分析方法计算结果可靠性较高,分析后认为改进的撑杆接头能够满足飞机寿命的要求,在后期的主起落架疲劳试验中改进设计的撑杆接头通过了疲劳试验验证。     

飞机在牵引转弯工况下的运动轨迹仿真与分析

为降低民航飞机在牵引车牵引转弯工况中与机场其他设备发生磕碰的事故率,提高民航牵引安全,基于PRT法(直角坐标-极坐标-切线法)建立了飞机—牵引车系统在牵引转弯工况下的运动学模型,采用MATLAB迭代计算并探究了民航飞机在牵引车牵引转弯工况中的运动轨迹特性及飞机前轮转角变化情况,分析了不同牵引车轴距和抱轮机构位置对于飞机运动轨迹及飞机前轮转角变化情况的影响。结果表明：减小牵引车轴距及前移抱轮机构位置可以有效提高飞机在牵引转弯工况中的转向灵活性和运行安全性,以供在实际生产及设计过程中参考。     

基于响应面模型的结构疲劳寿命优化方法

针对基于疲劳寿命的结构优化耗时长的缺点,该文将抗疲劳设计方法和优化技术相结合,研究一种基于响应面模型的结构疲劳寿命优化方法.以飞机起落架为研究对象,采用动力学仿真获得子结构疲劳寿命分析的载荷谱.以拉丁超立方试验设计方法建立了疲劳寿命的二次响应面模型,实现了某型飞机起落架前撑杆结构疲劳寿命优化设计,使其疲劳寿命提高了5.4倍.优化结果验证了方法的有效性.     

大型飞机荷载作用下SEA道面结构响应分析

利用Bisar及ANASYS建立新型环氧沥青混凝土道面(SEA)结构模型,通过分析A380-800飞机主起落架构造及多项荷载参数,对飞机荷载作用下SEA机场道面面层应力、应变及弯沉等结构响应进行分析,并拟合Bisar三阶差值三维弯沉图。结果表明,A380飞机荷载作用在SEA道面上时,A380飞机主起落架前六轮主要承受载荷,应力应变分布较为均匀,出现双峰值现象;后四轮纵向应力应变较横向大,易出现应力集中现象。大型飞机荷载作用于SEA环氧沥青混凝土道面弯沉值较小,相比普通SAA沥青道面,SEA沥青混凝土道面具有较好的路面力学效应。     

多轮多支柱起落架地面转弯载荷分析与预测

多轮多支柱飞机地面转弯时起落架各个支柱的载荷确定与分配的设计方法均具有不确定性。基于弹性轮胎理论和前三点式起落架转弯运动模型,建立了一种多轮多支柱起落架的地面转弯运动模型,分析起落架单个支柱的侧向载荷和垂向载荷分配规律,结合稳定转弯条件,得到极限转弯时的严酷受载起落架支柱;使用应变法实测得到的起落架载荷对分析结果进行验证,建立两种试验策略下的起落架侧向载荷和垂向载荷预测模型,预测极限转弯时的起落架载荷,最后用实测载荷对预测结果进行验证。结果表明：地面转弯时,主起落架前、后支柱的侧向载荷方向相反且量值较大,中支柱侧向载荷较小;主起落架各个支柱垂向载荷的分配与缓冲支柱填充刚度成正比,且外侧起落架的分配比例会增大;载荷分析方法与预测模型准确,可有效减小飞机地面极限转弯试验风险。     

大型飞机主起落架连接区静力试验误差控制技术

主起落架作为飞机的重要部件,其基于全机的连接区静强度试验是飞机地面静强度试验必须的试验项目.试验中主起落架载荷大、变形大,该部位载荷施加的准确性会直接影响试验考核是否满足要求.为了提高该部位载荷施加准确性,提出基于全机约束点反馈的试验误差控制技术,通过分析全机约束点载荷误差的影响因素,筛选确定影响试验考核部位的载荷施加准确性的主要因素,并对主要因素进行优化处理.以某型飞机主起落架连接区为研究对象开展静力试验.结果表明,大型飞机主起落架连接区的试验误差控制技术可保证试验约束点反馈趋势与预期一致,试验误差控制达到了更高的水平且可靠性更高.飞机姿态主动控制及起落架随动加载等技术有效实现试验误差控制,提升了试验加载精度,可为同类试验提供参考.     

滑跑无人机前起落架收放系统仿真及安全特性分析

为了给装备试验考核提供技术参考，研究前起落架收放系统在飞机起降过程中的动态特性，本文以某型飞机前起落架收放系统为研究对象，建立了起落架虚拟样机三维仿真模型；通过多体动力学和有限元仿真分析方法，研究了收放系统在气动载荷、重力以及作动筒载荷耦合作用下的可靠性和安全性。结果表明起落架收放系统的各个铰接点受力合理，其强度、刚度、模态频率以及稳定性满足相关指标。通过对起落架的仿真分析，为后续武器装备的考核提供了切入点和重点关注点，也为起落架收放系统性能评估及参数鉴定和优化提供了技术参考。     

五边形冲击压实机所需牵引力的计算及数值仿真

冲击式压实机由于其冲击轮结构的特殊性,使得工作时对牵引要求很高,难以与现在的施工机械配套．特别是五边形冲击压实机所需牵引力很大,且所需牵引力的变化幅度也很大,牵引车合适与否直接影响到产品设计目的的能否实现．因此对冲击式压路机在工作时对牵引力的要求进行科学准确的分析计算就显得十分必要．分析了五边形冲击式压实机在各种工况下所需牵引力的计算方法,并对具体实例进行了仿真分析,提出了改善牵引状况的有效方法．     

舰载飞机着舰撞击载荷实测技术研究

针对国内飞机起落架载荷测量中普遍存在的静标动测问题,从理论和机理上分析了静标定的应变法实测动态载荷存在问题的原因。同时,考虑到舰载飞机因定点着舰方式遭受严重的动态载荷,重点研究了舰载飞机着舰撞击载荷的静标动测问题。通过动态落震试验模拟飞机着舰过程,根据测力平台的实测载荷分析,获取了应变法实测载荷精度受动态影响的程度,提出一种改进的惯性修正方法,即:通过落震试验数据辨识质量矩阵,通过辨识的质量矩阵和实测加速度修正应变法的实测载荷。试验结果表明,改进的惯性修正方法进一步提高了垂向载荷的测量精度,显著提高了航向和侧向载荷的实测精度。     

一种基于检验载荷的自动选电桥方法

电桥选择在飞机结构载荷应变计测量方法中占有重要地位,直接关系着载荷测量的准确性。给出一种基于检验载荷的电桥选择方法,并将之应用于起落架载荷校准的应变计选择,并对其结果进行了分析。结果表明:该方法不但具有计算机自动选电桥的优点,而且还可保证所选载荷方程的精度;随着所选电桥个数的增多,预测误差有先减小,然后趋于平缓,最后增大的变化趋势。     

飞机起落架动力学建模及地面运动仿真

为足够真实地仿真飞机的地面运动,在不简化起落架结构形式和受力方式的基础上提出了一种适用于高时效性、高逼真度的起落架动力学建模方法.本文模型通过计算每个起落架的机轮触地点、缓冲器压缩行程和压缩速率、缓冲器受力及地面摩擦力,能得到所有起落架相对于飞机的力和力矩.将其与气动、发动机集成后,可模拟飞机任意状态下的地面运动.仿真结果表明:该起落架动力学模型可实现落震、转向、刹车等起落架基本功能,能有效反映飞机地面运动的真实特性.本文模型加载到带运动平台的飞行模拟器后,飞行模拟器可提供给飞行员逼真的起降感受.     

基于随动加载的起落架载荷误差评估与修正

全尺寸飞机柔性起落架静力试验中,起落架受载变形引起加载力线改变,从而带来加载误差。为提高加载准确度,起落架随动加载技术被广泛使用。本文通过对随动加载模型的分析,得出该加载技术试验过程中理论上依然存在加载误差。采用向量、矩阵运算结合力学平衡方程推导得到随动加载技术误差计算公式和载荷修正公式。选取某型飞机起落架静力试验典型工况（两点滑行刹车）进行载荷误差评估、修正与验证。结果表明：随动加载技术试验过程中航向和垂向最大加载误差小于工程允许的1%误差,侧向加载误差引起的最大约束反力误差小于工程允许的5kN;载荷修正后,最大约束反力误差小于2kN,加载准确度得到了进一步提升。本文从理论上分析了柔性起落架发生变形后载荷误差并进行修正,为起落架静强度试验过程中主动载荷和约束点载荷误差分析提供了理论依据。     

前起落架刚度对无人机起飞滑跑性能的影响

为解决无人机在起飞滑跑阶段前起落架压缩量变化引起升阻特性变化的问题,综合考虑发动机转速、螺旋桨效率以及地面摩擦力等因素,建立无人机的地面滑跑模型。研究了前起落架刚度变化对无人机起飞滑跑性能的影响,并利用Simulink建立了全机仿真模型。结果表明：在起飞重量一定时,整机升力系数随前起落架压缩量变化量线性变化,随着前起落架刚度增大,无人机三轮滑跑距离、前轮离地迎角以及前轮离地速度均在一定程度上减小。仿真结果与理论分析相符,验证了模型的有效性。     

基于机器学习的飞机起落架着陆载荷预测模型

随着物联网、大数据技术的深入发展，一型装备交付部队的同时，往往需同步提供数字孪生模型以优化视情维护过程。论文基于某型号飞机试飞数据，提出一种将机器学习技术用于飞机起落架着陆载荷预测模型构建的方法。以某型号飞机飞行参数为输入，以传感器实测的左起落架垂向载荷为输出，经数据清洗和特征降维后，分别建立极端梯度提升（extreme gradient boosting, XGBoost）、随机森林（Random Forest）和多层前馈（back propagation, BP）神经网络模型，并对所建模型进行调优。经对比和评估，XGBoost模型具有最高的预测精度，对起落架载荷绝大多数样本的预测误差均保持在6%以内，同时建模时间少，泛化能力强，为起落架载荷预测最优模型。     

基于连杆应变测量的起落架舱门结构健康监测

起落架舱门的结构完整性影响飞机起飞着陆阶段的安全，因此，提出了一种使用舱门连杆应变间接监测起落架舱门结构健康的方法。首先在某型运输机起落架外舱门连杆上粘贴应变计，对起落架收放过程中的舱门气动力进行定性分析；然后使用小波变化和傅里叶变化对连杆应变数据进行时频分析和频谱分析，间接获取起落架外舱门的振动响应频率，将振动响应频率作为易损探测值，根据其变化趋势判断舱门结构损伤的演变情况，并与舱门固有频率进行对比，分析结构损伤的原因；最后使用机载测试系统和监视系统，实现飞行过程中的起落架舱门结构健康监测。结果表明：该方法可靠有效，可预先探测起落架舱门结构损伤，具有推广应用价值。     

甲板上牵引车-直升机系统的稳定性控制

探讨了甲板上牵引车牵引直升机行驶时,通过主动控制牵引车后轮转向角来提高直升机牵引系统操纵稳定性的基本原理.考虑船体横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立了包含转向子系统模型在内的3自由度时变、非线性牵引车 直升机系统动力学模型.针对直升机参数和海洋环境的不确定性,结合转向子系统特性,应用扩展后的反演变结构控制方法设计了牵引车后轮主动转向+前轮补偿转向控制器.仿真结果表明,变结构控制器在有效控制牵引车和直升机之间相对横摆角速度的同时,很好地跟随了理想模型,增强了牵引系统的操作性;并且控制系统能够很好地克服参数摄动和不确定的外界干扰对系统稳定性的影响.     

基于四连杆机构的起落架缓冲器行程测量方法

针对小型飞机起落架缓冲支柱行程测试提出了一种测量方法。利用四连杆机构将位移变量转化为角度变量,通过标定试验得到角位移和行程的对应关系;再将实测得到的角位移代入标定方程,即得到实测的缓冲支柱压缩行程。经验证,该方法可以得到满足精度要求的结果;并已成功应用于某型飞机起落架缓冲支柱压缩行程的实测试验。