大重载飞机起落架方案设计及动态性能分析

摘要

大重载飞机是现代航空科技与应用的一个重要发展方向,起落架方案与布局设计是大重载飞机性能提升的关键环节。本文根据飞机飞行任务、总体布置及重量特性等要求,首先对大重载飞机重心范围进行估算,然后参照飞机地面稳定性、操纵性和起落架纵横向定位方法,展开起落架方案与布局设计,涉及起落架安装位置、机轮/轮胎选择、缓冲系统设计与优化等；并讨论多轮式起落架的轮胎载荷分配方法。
　　 起落架与机身载荷分析是飞机强度与刚度设计的重要组成部分。在方案设计阶段可依据规范要求计算大重载飞机起落架地面操作载荷,主要包括着陆、滑行、刹车、转弯、前轮侧偏和回转等过程;并详细阐述大重载飞机着陆与滑跑的力学模型,建立动力学方程。Catia机身模型通过软件SimDesigner转换至Adams,在Adams/Aircraft环境下创建起落架模型并完成全机装配,进行大重载飞机着陆与滑跑动态响应分析。
　　 仿真结果表明缓冲器最大行程、最大过载以及正行程吸收功量均与理论计算相一致,大重载飞机采用多轮多支柱形式能有效分散机体与地面载荷,滑跑过程中的最大载荷可以超过着陆载荷的峰值；起落架采用所设计的双作动式缓冲器能明显改善大重载飞机载粗糙道面上冲击性能,能减小轮胎和起落架的受载,可以适应大重载飞机在较短的未铺砌跑道上起降的要求。

目录

文摘

英文文摘

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 工程背景

1.2 国内外发展现状

1.3 研究内容

第二章 大重载飞机起落架布局方案设计

2.1 引言

2.2 飞机重心估算

2.2.1 重心定位计算公式

2.2.2 飞机重心估算研究

2.3 起落架布局选择与稳定性分析

2.3.1 飞机布局选择

2.3.2 地面稳定性

2.3.3 地面操纵特性分析

2.3.4 起落架布置约束条件

2.4 小结

第三章 大重载飞机起落架缓冲系统设计

3.1 引言

3.2 起落架载荷与机轮轮胎选型

3.2.1轮胎选型

3.2.2刹车机构设计分析

3.3 多轮式起落架的轮胎载荷分配分析

3.3.1 前起落架轮胎载荷分配

3.3.2 主起落架轮胎载荷分配

3.4 起落架缓冲系统设计

3.4.1油-气缓冲器结构选择

3.4.3 缓冲系统设计的原始条件

3.4.4 缓冲行程计算

3.4.5 双作动式缓冲器填充参数计算及其优化模型

3.5 起落架系统重量估算

3.5.1 起落架重量统计估算方法

3.5.2 起落架重量解析估算方法

3.6 小结

第四章 大重载飞机起落架载荷分析

4.1 引言

4.2 地面载荷坐标系及有关定义

4.2.1 坐标系

4.3 飞机着陆载荷

4.3.1 着陆载荷相关定义

4.3.2 着陆载荷分析情况选取

4.3.3 机身着陆载荷

4.3.4 起落架对称着陆载荷

4.3.5 着陆载荷优化方法

4.3.6 非对称着陆状态下的起落架载荷

4.4 飞机起落架地面操作载荷

4.4.1 几何参数

4.4.2 全机力学方程

4.4.3 地面操作载荷计算

4.5 飞机地面运动时机轮径向载荷计算

4.6 小结

第五章 大重载飞机着陆与滑跑动态性能分析

5.1 引言

5.2 滑跑分析模型

5.2.1 坐标系与基本假设

5.2.2 全机力学模型

5.2.3 机体运动方程

5.2.4 非弹性质量运动方程

5.2.5 载荷、位移等参数计算

5.3 基于ADAMS/AIRCRAFT的着陆/滑跑动态仿真分析

5.3.1 全机模型建立

5.3.2 着陆仿真结果

5.3.3 多轮多支柱滑跑动态特性分析

5.4 小结

第六章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果和发表的论文