临近空间飞行器着陆装置总体及构型设计优化研究

摘要

临近空间飞行器是新世纪以来各个航空航天发达国家竞相开展研究的一个热点，区别于其他无人机，它拥有高空高超声速飞行性能。随着投入的不断加大，临近空间飞行器的技术日渐完善，未来将有更大的应用前景。它具有可重复使用、运输成本低、准备时间短、可适应多重任务等优点，将有机会替代过去的航天运载工具。实现水平着陆的可重复使用飞行器是临近空间飞行器计划的重要发展方向。不同于其他的飞行器的工作环境，对临近空间飞行器的着陆装置提出了新的要求。因此，研究临近空间飞行器的着陆装置具有重要的意义。
　　本论文在对现有临近空间飞行器的着陆方式进行分析和整理的基础上，以某临近空间飞行器起落架为设计对象，针对该型飞行器自身特点，设计了一套适用于该型飞行器的起落架总体方案。对比分析了临近空间飞行器着陆装置的特点，具体结合飞行器的技术要求和总体参数，提出该飞行器的着陆装置总体方案。开展了飞行器着陆装置布局设计，基于工程设计方法设计了着陆装置，考虑了总体布局对飞行器着陆装置的影响；构建了着陆装置的三维模型，应用HyperMesh对其加以有限元网格划分，完成了静强度分析；基于LMS Virtual.Lab建立着陆装置动力学分析模型，实现了着陆装置的运动学和动力学仿真；在Isight设计优化平台中，针对起落架布局参数构建了目标函数，利用优化算法得到了最优起落架总体布局。以降低缓冲器载荷为目标对摇臂式前起落架构型进行了优化；基于OptiStruct以变密度法对前起落架得到支柱结构进行了拓扑优化，实现了起落架结构部件的减重。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1引言

1.2研究现状

1.3研究内容

第二章 起落架总体初步设计

2.1引言

2.2起落架总体方案

2.3起落架初步布局设计

2.4本章小结

第三章 起落架构型设计与分析

3.1引言

3.2 前起落架

3.3 主起落架

3.4本章小结

第四章 起落架落震动力学分析

4.1动力学模型建立

4.2主起落架落震仿真

4.3前起落架落震仿真

4.4本章小结

第五章 起落架总体布局优化

5.1引言

5.2起落架布局优化

5.3前起落架构型优化

5.4本章小结

第六章 起落架结构拓扑优化

6.1OptiStruct结构优化设计流程

6.2建立有限元模型

6.3优化问题定义

6.4优化结果

6.5本章小结

第七章 总结与展望

7.1本文主要工作及结论

7.2进一步研究工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文