飞机电传刹车系统设计及验证技术

针对传统的刹车系统设计与系统试验验证的不足,在系统设计上提出了基于数字电传刹车系统的自动刹车控制技术、刹车压力反馈调节技术、射流管式压力刹车阀技术。采用基于虚拟样机的协同仿真技术和系统闭环半物理验证技术,建立了一套飞机数字电传刹车系统协同虚拟仿真验证方法和电传刹车闭环控制试验验证平台,提高了系统仿真试验的效率,缩短系统的研制周期。     

飞机自动刹车系统标准研究

对国内外飞机自动刹车系统技术进行了描述,并对飞机自动刹车系统的系统组成、控制逻辑、减速率设定值、着陆刹车延迟时间和自动刹车控制信号等进行了初步分析,对国内外飞机自动刹车系统标准情况及SAE ARP 1907B和SAE ARP 4102两个自动刹车系统重要的标准进行了说明和分析.结合我国飞机自动刹车系统技术发展的实际需求,提出了我国飞机自动刹车系统配套标准的相关建议,为我国飞机自动刹车系统设计和研制提供了技术支持.     

飞机刹车装置的维修

飞机刹车装置是安装在机轮内的制动设备,其主要功用是产生刹车力矩,吸收飞机着陆滑跑动能,使飞机很快减速,达到缩短滑跑距离的目的.结构型式多以盘式为主,盘式刹车装置由刹车盘、刹车壳体、汽缸座活塞组件和自动调整隙回力机构等组成.     

起落架与防滑刹车系统的相互作用研究

通过采用一个简化的起落架数学模型,对某机在着陆滑跑过程中防滑刹车系统的工作状态进行计算机仿真;并通过改变起落架的结构参数,对起落架与刹车系统在飞机着陆刹车过程中的相互作用进行了初步的定量分析,最后提出了考虑起落架因素的刹车系统半物理仿真试验验证方法。     

水陆两栖飞机高支柱起落架的刹车振动行为

以水陆两栖飞机高支柱起落架为研究对象,对飞机刹车滑跑时起落架的航向振动问题进行了研究。首先建立了可用于振动分析的起落架多体动力学模型,分别采用模态试验、落震试验和静力试验结果对起落架的固有模态、缓冲性能以及刚度进行充分校验,仿真结果与试验结果吻合很好,得到用于振动响应分析的刚柔耦合精确模型。随后加入刹车控制系统模型,研究了起落架从降落到刹车再到停飞的全过程振动响应,对比了恒力矩刹车、速度差PBM刹车控制和滑移率PID刹车控制3种条件下的刹车效果和起落架振动特性。结果表明：恒力矩刹车在力矩幅值超过23.4 kN·m时机轮进入打滑。滑移率PID控制系统较速度差PBM控制系统刹车距离减小19.17%,刹车时间缩短25.45%。但滑移率PID刹车控制系统作用下轮轴航向初始振动较大,通过调整初始滑移率上升到最佳滑移率的斜率,使得轮轴航向位移最大幅值减小31.24%。对于轮速传感器信号突变造成的系统扰动,速度差PBM刹车控制系统造成刹车失灵,滑移率PID刹车控制系统可迅速恢复,抗扰动能力强。     

高速无人机着陆滑跑纠偏联合仿真研究

针对高空高速无人机着陆地面滑跑过程中的侧向偏移问题,建立了差动刹车和方向舵联合纠偏控制系统。使用动力学软件LMS Virtual. Lab Motion建立了包含阻力伞、气动舵面和起落架等设计因素的全机动力学模型,并与Matlab/Simulink控制模型进行全无人机着陆滑跑联合仿真分析,验证了在侧风情况下无人机着陆滑跑纠偏性能。仿真结果表明,所设计控制系统满足性能指标要求,在无人机的整个滑跑阶段均有良好的抗风纠偏效果。     

基于变摩擦系数的飞机刹车系统仿真研究

飞机刹车盘摩擦系数受到多种因素的影响和制约。为了研究刹车盘摩擦系数的变化对飞机刹车系统的影响,以C/C复合材料刹车盘为例,分析了影响飞机刹车过程中刹车盘摩擦系数的因素,利用BP神经网络建立摩擦系数动态模型,并将其整合到利用AMESim软件建立的飞机刹车系统模型中,进行了动态仿真分析。相对于传统的刹车系统建模仿真,考虑摩擦系数变化能更加真实地反映飞机刹车过程中各种参数的动态变化过程,能更好地模拟飞机刹车滑跑过程。     

某型飞机模型飞行试验地面滑跑控制研究

地面滑跑纠偏的目标是控制飞机沿跑道中心滑行,避免因发动机安装偏差、侧风扰动、跑道不平、飞机结构不对称等非理想特性,出现飞机滑出跑道的情况.首先建立飞机地面滑行动力学方程,并分析三轮、两轮滑跑阶段的受力情况,在此基础上设计了副翼、方向舵与前轮联动的控制策略.在Simulink平台上搭建飞机的地面滑跑全量非线性模型,仿真验证了纠偏控制律结构和逻辑的正确性.试验结果表明,滑跑纠偏控制系统空地状态切换平稳,在低速和高速阶段均具有良好的控制效果.     

VxWorks下飞行模拟系统研究与设计

介绍了基于嵌入式实时操作系统VxWorks的无人机仿真系统。建立了无人机动力学及运动学数学模型,给出了气动系数的拉格朗日插值计算方法,采用一种全新的方法实现飞行模拟,即利用RTW接口下载飞机数学模型到VxWorks操作系统。最后给出了半物理仿真和全数字仿真的对比曲线,验证了仿真系统的正确性。该系统的研制成功,对于验证无人机飞控/导航控制律及加快无人机研制进度有重要意义。     

新型飞机自动刹车控制方法

分析了自动刹车系统的稳定性和与防滑控制的匹配性问题,针对性地提出了相应的解决办法,并以某型飞机为目标机建立了自动刹车系统的数学模型,通过在各种工况下的刹车过程仿真曲线和在某型飞机上的应用验证,充分说明了应用这种新型控制方法能大幅度改善防滑刹车系统的工作稳定性,保障飞机的着陆安全,并且能够提高防滑系统的工作效率,缩短刹车距离,可适用于军民用各型飞机的自动刹车系统。     

多轮多支柱式飞机起落架运动特性仿真研究

为了评估起降阶段的飞机操控特性,针对某型飞机多轮多支柱式起落架系统,研究组成单个起落架支柱的轮胎、缓冲器、刹车系统、前轮转弯等部件的受力、力矩特性及传递过程。基于线性理论,将多个支柱运动特性叠加,运用Matlab/Simulink软件工具,建立整个系统的仿真模型。嵌入某型飞机六自由度运动解算模型进行飞机落震、加速滑跑、高低速转弯、起飞离地、着陆接地、刹车减速等仿真验证,并在某型飞机动基座模拟器上进行飞行试验。结果表明:该起落架模型各项功能完善,能够正确反映飞机姿态响应过程,飞机起降过程感受与真实飞机基本一致。     

基于无味卡尔曼滤波的飞机防滑刹车模糊神经网络控制

根据对飞机刹车过程动力学分析与建模,本文提出了一种基于无味卡尔曼滤波(UKF)的模糊神经网络控制律。本控制律结合了无味卡尔曼滤波对机体速度的良好估计效果和模糊神经网络控制器对不同系统参数的适应能力,能够很好完成对最佳滑移率的追踪任务。Matlab仿真试验结果显示,基于无味卡尔曼滤波的模糊神经网络控制器可以准确的估计飞机滑跑时的速度,改善飞机防滑刹车系统性能,提高刹车效率。     

基于SWB平台下的飞机防滑刹车系统的研究

防滑刹车系统是飞机重要的机载设备,对飞机的起飞、安全着陆起着重要的作用。文中介绍了以iHawk并行仿真计算机为硬件平台,结合航空机轮刹车实验台,设计了飞机防滑刹车模型,并详细介绍了整个系统的数学建模及仿真研究,深入探讨了飞机动力与运动特性。经仿真测试,验证了该半实物仿真系统可行、有效,并且该系统有助于新技术、新理论在飞机刹车系统设计中的应用与推广,具有较强的实际工程意义。     

MA60飞机高原机场起飞性能研究

针对我国自行研制的支线飞机———MA60飞机进行了高原机场起飞性能研究。首先建立了飞机从地面滑跑到离地后距地面10.7 m高度处数学模型,结合MA60飞机的特性,计算出其理论起飞距离、起飞滑跑距离等参数值,然后按照CCAR 25部要求,设计了试飞验证程序,并在选定的高原机场进行了试飞验证,试飞中采用双发半功率模拟单发代替单发试飞。试飞结果表明,MA60飞机可在高原机场使用5°襟翼安全起飞。     

某无人机着陆滑跑动态仿真分析

用Catia建立全机模型,然后导入到Adams/View板块中进行仿真,首先对起落架进行落震仿真,以确定起落架缓冲弹簧的参数,保证起落架的着陆安全。然后再进行全机着陆、滑跑仿真,确定飞机的刹车力的施加时间以及跑道的长度,为以后飞机的真实着陆、滑跑提供安全依据。     

飞机起落架防滑刹车系统鲁棒故障诊断方法

根据飞机着陆和滑跑过程中飞机起落架系统的作用,将其划分为缓冲系统和防滑刹车系统两部分。在分别建立这两部分的数学模型的基础上,以干扰抑制为目标,进行鲁棒控制和观测器设计。国产某型飞机起落架防滑刹车系统残差仿真分析表明,采用这种鲁棒故障检测观测器方法,即使系统存在较大干扰,也可以给出故障的鲁棒诊断。     

大迎角自动进近短距着陆综合控制设计及仿真研究

飞机在大迎角下进近可以减小飞机进近着陆的速度,从而减小飞机着陆时的滑跑距离。本文根据国外大迎角短距着陆的研究[1,2]给出了一种大迎角自动短距着陆方案。该方案应用了飞行与推进协调控制的方法设计了自动着陆控制系统和一套控制律,实现了进近飞行时的低速稳定和精确的航迹控制。对于反旋机动,利用全状态反馈,实现了机尾高度的精确控制。仿真结果表明该方案切实可行。     

多轮飞机刹车系统半物理仿真的研究

飞机刹车系统是飞机起飞着陆系统的重要组成部分,对飞机航行最为关键的起降安全起着至关重要的作用[1],具有复杂非线性和强不可测干扰的特点。本文从多轮飞机刹车系统组成结构与工作原理出发,结合半物理仿真技术的特点,提出了基于labview开发软件的实时半仿真平台的设计方案,介绍了多轮飞机刹车半物理仿真系统的组成原理及其系统软件开发。试验结果表明,该方法平台操作简单、运行稳定可靠、实时性好,可以提高仿真软件的质量和仿真系统的性能,是一种值得推广的方法。     

四轮起落架飞机地面滑跑转弯分析

现代飞机对其地面滑跑性能的要求日益提高,同时要求能够在条件更加苛刻的环境下运行.以四点式起落架布局飞机为研究对象,基于阿克曼转向几何原理,推导该飞机地面滑跑时两个前轮之间的转角关系.在Adams/Aircraft中建立四点式起落架飞机虚拟样机,并进行其地面滑跑仿真分析.探讨四点式起落架飞机不同前轮作为主动操纵轮时,对转弯半径的影响.结果表明:在相同滑跑条件下,当前轮操纵转弯时,四点式起落架飞机比常规的前三点式起落架飞机拥有更小的转弯半径;当主轮差动刹车转弯时,四点式起落架飞机的转弯半径略大于三点式起落架飞机;四点式起落架飞机的两前轮同时为主动操纵轮时,飞机的转弯半径最小.     

飞机防滑刹车系统的最佳滑移率式控制方法研究

在分析滑移率控制式飞机防滑刹车系统的工作原理基础上,提出了一种基于最佳滑移率式的飞机防滑刹车系统的模糊控制方法。以某型飞机为例,将该方法在MATLAB环境下进行了数字仿真。结果说明:模糊控制方法能够达到较好的刹车控制效果,并具有较强的鲁棒性;采用基于滑移率式的模糊控制算法可以大大地提高飞机防滑刹车效率,特别是在跑道积雪情况下的刹车性能提高显著。