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题目:多轮小车式起落架着陆性能及滑跑刹车控制研究

关键词:多轮小车式起落架;着陆性能;多通道刹车;滑移率;起转性能

  摘要


  在起落架设计中,多轮小车式结构可以有效的降低跑道承受的压力,改善飞机的操纵特性,因此被广泛应用在大型飞机上。小车式起落架由于机轮数量较多且存在车架转动自由度,其着陆与滑跑过程中各机轮的受力状态与常规的起落架存在差异,需要对其着陆及滑跑性能进行研究;机轮预旋转会影响机轮的起转过程,分析机轮初始转速对机轮起转性能的影响具有一定的现实意义。

  本文通过对多轮小车式起落架的结构和受力特点的分析,建立了起落架着陆数学模型与全机着陆模型。利用虚拟样机建模技术在LMS Virtual.lab Motion中建立了包含起落架与刚性机体的全机动力学仿真模型。

  利用LMS Virtual.lab Motion的参数化设计功能,仿真分析了小车式起落架车架前后轮着陆顺序对起落架过载等着陆性能及车架强度的影响;在后轮先着陆情况下,通过给定不同初始车架俯仰角及辅助缓冲器阻尼系数进行全机着陆仿真得到了车架俯仰运动、机轮载荷及车架最大应力等参数随俯仰角的变化关系;推导了起落架在着陆过程中的能量转化关系,并根据仿真结果计算了辅助缓冲器耗散能量的比例。

  根据飞机刹车控制的工作原理,设计了基于滑移率的多通道滑跑刹车控制系统,并在Simulink中建立对应的控制模型,结合LMS Virtual.lab Motion中的动力学模型,将动力学模型与控制模型进行联合仿真,根据仿真结果分析了多通道控制系统在正常着陆、非对称着陆及爆胎状况下的控制效果,并与单通道的控制效果进行了对比。

  通过仿真不同滑跑速度、下沉速度及机轮速度下的起转过程,得到了机轮的动力学响应,依据计算结果分析了机轮最大垂向力、最大阻力及达到最大阻力所需时间等起转性能参数随滑跑速度、下沉速度及机轮速度的变化关系。