某大型飞机前起落架变油孔缓冲器参数设计研究_免费论文全文下载

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【摘 要】本文针对某大型飞机前起落架进行了缓冲器参数的理论计算，并用落震动力学仿真进行验证分析。结果表明：理论计算与落震仿真结果基本吻合，该缓冲参数的计算方法可应用于工程实践。

【关键词】起落架；缓冲器；变油孔；落震仿真
起落架是飞机着陆缓冲、滑行减振和停机支撑的重要部件，缓冲器（又称减震器）和机轮是起落架的主要缓冲构件，起着吸收和耗散飞机着陆撞击、地面不平激励的飞机运动能量和保证飞机安全的重要作用。缓冲器参数设计以飞机缓冲系统动力学分析为基础，是飞机起落架设计的重要方面，也是飞机缓冲系统性能的重要保证。
1 起落架结构参数
本文在初始计算时，由飞机设计人员提供了近似的原始数据：
在计算中，假设飞机最大停机重量等于最大起飞重量。前起落架最大停机载荷通过重心前限得到。根据总体设计人员提供的重心前限的相关数据可以计算前起落架的最大停机载荷：
F===273100N
2 起落架缓冲系统着陆撞击功量计算
根据CCAR-25部的要求，一般陆基飞机的使用下沉速度=3.05m/s。根据能量守恒的原则，起落架缓冲系统吸收功量（缓冲器所吸收能量与轮胎吸收能量之和）应该等于着陆时动能和势能变化量之和。
一般在初始参数估算时，假设机翼产生的升力等于着陆时飞机的重力，则飞机着陆产生的势能为零，起落架缓冲系统着陆撞击功量等于飞机动能的变化量，而前起落架的着陆撞击功量Esysn要用到当量质量Mndl，其计算方式如下：
M=M=189500×=38872kg
μ为平均滑动摩擦系数，一般取0.4。
E=×M×V则E=×38872×3.05=180804J。
3 起落架的传力系数、过载的确定以及使用行程计算
对于受弯的支柱式起落架，传力系数为常值，不随行程变化而变化。？渍=cos？准这里为起落架安装角度与飞机攻角之和。对于该前起落架？准=0，所以？渍=1。
起落架过载定义为着陆阶段缓冲器最大轴向力与停机状态下缓冲器轴向力之比。在确定n时，可以参考同类型机种过载，对于大型飞机来说的，建议取值0.75～1.5，这里将前起落架取n=1.35。
缓冲器的使用行程应根据能量守恒原理进行求解。初始设计时一般认为缓冲器吸收90%的着陆功量，于是缓冲器应吸收的能量Eh=Esys×0.9，则使用行程为：
S=====0.473m
4 活塞杆面积、初始充压和气室体积的工程选取方法
定义Ptj为缓冲器在停机位置的气腔压力，一般取值10.35×（1±0.4）MPa，这里取13.75MPa，这是为了可以使得在维护的过程中使用标准压缩机进行充压。
活塞杆面积：A===0.01986m
？姿定义为缓冲器初始气室体积与使用行程下的气室体积之比，对于大型飞机而言，？姿=5～7，这里可以先选取？姿=6。
由=？姿，可得气室体积：V===0.0127m
初始充压P0的选取应使空气弹簧所吸收的功量不太大，一般情况下可考虑不超过40%的使用功。即（？姿-1）？燮0.4E，式中？酌为气体多变指数这里取为1.1。
所以P0最大可以取：P==3.269MPa。
5 变油孔面积的选取
确定变油孔面积沿行程变化时应按以下三点设计：①在S=S（S为最大使用行程）处用公式f（s=s）=来确定油孔面积；②面积变化斜率为负；③在行程初期油孔面积应取较大值。根据经验，在作初步设计时：
当S=0时，f（0）取为：f（0）？燮0.03A0；
当S=S时，f（ssy）按公式f（s=s）=�算
当0f（s）>f（s）。
因此前起落架缓冲器油孔面积取值范围应为：
0.0001526m？燮f（s）？燮0.0005958m
在确定了变油孔面积取值范围之后，可通过对限油针杆截面尺寸的不断优化来最终确定变油孔的具体尺寸。
6 落震动力学仿真验证
利用设计人员提供的结构参数和上述计算所得缓冲器参数，基于ADAMS软件建立了动力学模型，并进行了前起落架落震动力学仿真。
由图2可知起落架缓冲器的使用行程为。由图3可知缓冲器的工作效率为67%。
7 结论
本文采用能量守恒原理对某大型飞机的起落架缓冲器参数进行了理论计算，并用所得参数输入动力学模型中进行了仿真分析。结果表明落震仿真与理论计算基本吻合，该缓冲参数的计算方法可应用于工程实践。
【参考文献】
[1]飞机设计手册[M].航空工业出版社.
[2]飞机起落架强度设计指南[M].四川科学技术出版社.
[责任编辑：田吉捷]

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