Deployment Reliability Test and Assessment for Landing Gear of Chang' E-3 Probe

Chang＇E-3 probe incorporates four landing gears to assure the soft-landing,which are stowed while launching and deployed after separated from rocket. Deployment reliability is quite crucial for this mission. The deployment reliability test（ DRT） method and assessment method were developed in this paper. Then DRT was conducted and the deployment reliability estimate of Chang＇E-3probe was used to verify the proposed methods.     

从月球背面到深邃宇宙——2018年太空探索主要进展评述

 2018年,人类在太空探索方面取得重要进展。中国“嫦娥四号”探测器成功登陆月球背面,着陆点位于南极艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,实现人类航天器首次登陆月球背面;之后,中国探月工程将在完成月球采样返回后,朝着建设月球科研站的方向前进。在火星探测方面,重点是回答火星上是否曾经有过适宜生命生存的环境及其持续时间,而中国的火星探测器已在研制中,将于下一发射窗口发射升空。在引力波探测方面,中国启动以地面观测为主的阿里原初引力波探测计划以及以空间观测为主的天琴计划和太极计划,有望在这一领域做出重要贡献。多信使探测宇宙、寻找太阳系外的宜居行星是天文和天体物理领域的研究前沿和热点领域,正在酝酿新的突破。     

基于磁流变原理的飞机起落架半主动最优控制?

分析了飞机起落架半主动控制原理,建立了半主动控制起落架力学模型,比较了半主动控制中磁流变和电流变减震器优缺点,采用常规状态反馈控制方法和线性二次型最优控制方法,对起落架系统进行设计,得到了半主动控制器,通过仿真软件分别对半主动状态反馈和最优控制起落架模型进行了数值.结果表明,半主动控制起落架能够有效降低飞机冲击载荷和振动响应,使飞机很快达到稳定,采用线性二次型半主动最优控制方法效果较好.     

多连杆混联仿生腿式起落架设计与着陆实验研究

针对垂直起降飞行器对着陆场地的硬度及平整性要求高、传统起落架智能化程度低的问题,设计了一种基于多连杆混联机构的仿生腿式地形自适应起落架。本文首先针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计。其次基于设计构型提出了相应的驱动与运动控制算法,建立控制系统,并针对四腿机构进行着陆仿真。最后以多旋翼无人机为对象,设计了一套仿生起落架系统,与多旋翼无人机形成了整体的验证平台,实现地形识别-飞控-多腿控制融合设计,完成了搭建结构化地形的自适应着陆实验。研究结果表明,多连杆混联式仿生起落架设计方法可应用于垂直起降飞行器起落架的设计中,可完成设计载重的斜坡、台阶、凹凸地面等复杂地形的着陆,具备自适应着陆的能力。     

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。     

基于LabWindows的实时多任务加载总控台软件设计

针对起落架系统电液加载试验中具有参数实时测量和系统实时控制的多任务并行特点,采用多线程技术和 LabWin-dows/CVI 平台,开发出了实时多任务总控台软件,结果成功地应用于实际加载试验系统中,实现了系统可靠实时测控的要求.     

柔性飞机起落架设计探析

以弹性飞机的三质量块等效模型、油气缓冲器多方指数气体弹力模型、油气缓冲器速率平方油孔阻力模型、幂函数轮胎力模型进行弹性飞机着陆动力学模拟,采用柔性飞机起落架优化设计方法,研究了机体结构振动对起落架设计参数优化的影响,探讨了改进柔性飞机起落架设计的被动控制方法。     

大型民机起落架着陆性能仿真分析与优化设计

以正在研发的大型民机主起落架为原型,开发了起落架缓冲器参数快速设计程序,建立了适用于Adams/Aircraft软件的起落架着陆性能仿真模型,并进行了落震仿真,仿真结果满足预期要求。并以缓冲器轴向力和缓冲器效率为目标函数,以油针截面面积为设计变量建立了起落架缓冲性能优化设计模型。运用iSIGHT联合Adams对起落架油针的几何形状进行了优化设计,取得了良好的效果,具有一定的工程参考价值。     

重复使用火箭着陆缓冲的机构冲击动力学分析及实验验证

为描述运载火箭着陆引起的着陆缓冲机构横向振动,提出一种等效模型,将着陆引起的激励等效为冲击激励和稳态激励的叠加。采用假设模态法求解着陆缓冲机构的横向振动模态,并考虑轴向力与横向振动的耦合,进一步通过模态叠加法求解振动响应,得到由着陆冲击引起的着陆缓冲机构横向振动的半解析解。基于真实产品进行的垂直着陆冲击实验结果表明,该模型可较精确地描述着陆缓冲机构横向振动的响应和最大弯矩。基于该模型,分析着陆缓冲机构的构型参数和材料强度对着陆缓冲机构的影响,研究结果可为实际工程相关着陆缓冲机构的参数设计提供指导。     

The Primal Exploration of Space launch and Manned Lunar-landing

The lunar-landing is the continuity of manned spaceflight engineering. Comparing with the manned spacecraft engineering, it requires more reliability , larger scale, and more funds. On the basis of China＇ s achievements and the experiences of foreign com~tries, the paper brings forward the idea that using the existing transportation technology to send the launch vehicles and cosmonauts to the near-earth orbit in batches, assembling the components together on the space-launch platform, and then launching them to the moon to fulfill our dream of manned landing on the moon. The paper also discusses the space launch platform and the launching ways.     

基于双二体模型的载人登月着陆点选取分析与仿真

载人登月的着陆点选取研究,对于今后实施载人登月以及全月面到达的研究很有意义。而载人登月着陆点的选取又涉及到多种约束,只是选取燃料和驻留时间两个约束对相关着陆点进行建模分析和仿真。本文首先对月球相关几何关系进行研究,基于双二体模型对月面着陆点选取与停留时间关系进行研究;其次根据能量消耗和地月转移轨道倾角约束考虑了三种不同的着月和上升策略,对三种不同策略的着月点和停留时间进行数学建模;最后,通过仿真,总结得出载人登月月面着陆点选取与燃料和驻留时间的关系。     

飞机起落架结构振动的非线性动力学研究现状及展望

飞机起落架是飞机地面停放、跑道滑跑、降落的过程中用于承受飞机重量、吸收撞击能量的一个关键受力部件,是为飞机提供滑行操纵和制动力的起飞着陆装置。飞机在路面滑跑时,由于跑道的不平整导致机身振动,飞机在着陆时,机身承受了来自地面的巨大冲击力,这些振动都会严重影响飞机的稳定性和安全性,降低飞行员和乘客的舒适度,甚至导致飞行事故。对飞机起落架振动的非线性动力学研究现状进行了总结,包括飞机起落架结构振动的非线性动力学行为机理、起落架冲击和垂向振动及控制、起落架摆振及控制等方面。对起落架结构振动的非线性动力学、主动及半主动控制的研究前景进行了展望。     

飞机起落架位置误差计算与分析

针对飞机维护资料中仅给出收放机构转动副间隙许可值而未给出起落架位置误差许可值,致使日常维护中无法对起落架性能进行评估的状况,首先建立理想状态的起落架位置方程,其次对收放机构进行静力分析,最后基于连续接触模型,建立起落架位置误差计算模型。将该计算模型应用于某型飞机上,计算得出了起落架位置误差许可值,分析了转动副间隙对起落架位置误差的影响特征。工程应用情况表明,计算模型正确,其计算与分析结果可用于建立一种起落架性能评估和维护的新方法。     

柔性起落架间隙型摆振动力学分析

针对某型飞机在服役过程中出现的起落架间隙型摆振问题,基于起落架柔性多体动力学模型,采用L-N(Lankarani-Nikravesh)接触理论建立了含间隙旋转副、球副动力学子模型,并采用起落架动力试验的结果对模型进行效验;定义了间隙位置对起落架间隙型摆振的影响分类;然后研究了运动副副元素刚度、运动副间隙大小以及飞机滑跑速度对起落架间隙型摆振的影响.结果表明:转环与上扭力臂处和支柱与下扭力臂处间隙对机轮低频摆振影响要比扭力臂间间隙影响大,但对起落架摆振影响都属于第一类.轮毂轮轴间间隙影响机轮高频摆振,对起落架摆振的影响属于第二类;在设计范围内,运动副副元素弹性模量越小,机轮摆角、运动副间碰撞接触力越小;运动副间隙越大,摆角越大.飞机滑跑速度越大,机轮摆角越小.研究结论可为间隙型摆振的发生机理和防摆设计提供研究途径.     

月球探测器软着陆的最优控制

为研究月球探测器从月球泊轨道向月面软着陆的最优控制问题 ,提出了一种两次制动变轨的软着陆方案 :探月器从月球停泊轨道出发 ,启动变轨发动机进行第一次制动后飞向月球 ,在月面附近第二次制动以实现软着陆。在两次制动变轨时 ,对固定推力发动机的情况 ,采用 Pontryagin极大值原理对燃料最省变轨控制问题进行了分析 ,并引入遗传算法数值求解两点边值问题 ,得到了制动变轨的初始、终端位置和发动机推力方向角的最优控制规律     

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。     

大柔性飞机着陆响应弹性机体模型

对大展弦比、小弦长差、细窄机身结构特征的飞机,建立了着陆撞击分析时的自由-自由梁弹性机体模型,给出了自由-自由梁弯曲振动的一个近似解,并与实测值进行了对比,结果表明这个近似解具有较大的适用性.介绍了飞机机体刚体模态和一阶弯曲振动模态的飞机机体二质量块等效模型,研究了最大起飞质量及最小飞行质量2种情形下着陆时的机体弹性特征,探讨了弹性飞机起落架设计与刚性飞机相比在技术上的重大变化,为起落架设计中考虑飞机弹性影响提供了简化模型、直观概念和可靠依据.     

基于可靠性稳健优化设计的齿轮轮齿修形量

在可靠性高阶矩理论基础上,将优化设计、灵敏度设计与稳健设计相融合,建立了圆柱齿轮传动的齿轮修形参数可靠性稳健设计模型,提出了一种以修形参数为设计变量,以修形参数的灵敏度和齿轮质量为目标函数的圆柱齿轮优化修形方法.从可靠性稳健设计角度解决了齿轮修形参数确定方法的问题.研究了轮齿修形参数的改变对齿轮传动可靠度的影响,通过计算机程序进行验证并获得了理想的数值计算结果.数值算例表明所提出的方法是一种非常方便和实用的改善轮齿修形量的方法,为确定齿轮轮齿最佳修形量提供了一种理论依据.     

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.     

飞机起落架半主动控制系统的控制方法研究

利用磁流变阻尼器对起落架悬架系统进行半主动控制,将以前经常研究的二自由度起落架系统转换到一个考虑到反弹、着陆冲击时的俯仰和滚转运动的三自由度飞机系统来研究,能更好地模拟飞机的两个主起落架和前起落架轮的连续触地着陆的真实情况。磁流变阻尼器的半主动控制策略分别使用二种不同的控制器,即线性二次型调节器(LQR)和鲁棒控制器。斯宾塞模型用来预测的磁流变(MR)阻尼器的动力特性。对控制器在减少响应加速度和速度时的性能进行比较分析。仿真结果验证了飞机在着陆过程中受到干扰时鲁棒控制能提供较好的控制效果。