量化选取应变电桥在载荷校准中的应用

在载荷校准中,应变电桥的选择直接影响载荷测量的精度。以起落架单向加载工况下的电桥为研究对象,用数学公式来量化表示电桥的线性度、响应系数和单向性等基本特性,并根据其特性筛选电桥,然后用所选电桥建立载荷方程。结果表明该方法具有效率高、质量高、精度高等优点,同时也实现了载荷方程的自动化计算。     

有起落架布置的翼身整体结构机翼载荷测量技术

针对传统的载荷校准约束方法影响有起落架布置的翼身整体结构机翼根剖面载荷测量的问题,提出了一种适用于该结构形式的机翼载荷实测方法。首先,分析地面载荷校准时主起落架载荷变化对机翼根部测载剖面应变电桥响应的影响,提出了一种主动约束方法来模拟空中飞机机翼真实受载状态。其次,采用主动约束和传统的起落架约束方法进行机翼载荷校准对比试验,通过对试验数据进行分析,分别建立了2种约束方法的飞行载荷方程,表面上2种方法的地面检验误差均在3%以内,满足一般的工程误差要求。最后,选取对称拉起机动试飞状态,对2种约束方法的机翼飞行载荷测量结果进行分析研究,验证了有起落架布置的翼身整体结构机翼载荷测量方法的有效性,并给出了传统的起落架约束方法载荷测量误差大的原因。     

短连杆飞行载荷实测技术

飞行载荷实测是新机定型的一个必要环节,飞机操纵面铰链力矩测量是飞机飞行载荷测量的一部分。结合实际工程提出一种飞机操纵面短连杆飞行载荷实测新技术,并将其应用于某型飞机定型试飞中。进行短连杆校准试验,发现应变电桥受拉、压载荷时响应系数差异大于45%,因此,短连杆结构件在飞行载荷测量时需完成拉、压向两种校准试验工况。     

从测量应变确定“幻影”主起落架机轮载荷的校准方法

“幻影”ⅢＯ左右侧主起落架试验时，改装了六组独立的应变计，为测量缓冲支柱位移，改装了一个电位计，在校准试验中，地面对机轮载荷的分力对每个起落架单独和组合作用，根据测量应变，获得校准参数，为了由测得的应变确定机载荷分力，利用一种迭代法求解由校准参数形成的非线性方程，由于任何应变计对垂直载荷分力的响应均不灵敏，计算载荷分力对测量的应变变化又非常灵敏，因而该方程是病态方程。     

电桥逐步筛选飞行载荷建模方法及其应用

通过载荷地面校准试验建立载荷模型是应变法飞行载荷准确测量的基础,为高效准确地建立载荷模型,在对应变法飞行载荷测量原理分析的基础上提出了一种基于电桥应变响应特性综合指标的电桥逐步筛选飞行载荷建模方法,在建模过程中对参与建模的电桥进行逐步筛选并得到一组备选载荷模型,结合叠加原理验证及电桥物理特性分析等方法可确定飞行实测中所选用载荷模型。应用该方法对机翼测载剖面飞行载荷进行测量,结果表明该方法准确可靠,并可将测载结果应用于飞机飞行载荷安全监控。     

飞机起落架缓冲性能分析、试验、设计一体化技术

 提出了一种飞机起落架缓冲性能分析、试验、设计一体化的工程方法。利用起落架落震试验结果,自动识别缓冲器空气压缩多变指数和油孔流量系数等不可测参数,以便建立准确的起落架数学模型;并在此基础上对缓冲器充填参数和油孔尺寸进行优化设计,使得起落架着陆最大冲击载荷达到最小。试验验证结果表明,该方法是成功且有效的。     

飞机支柱式起落架落震仿真及缓冲器优化分析

主要介绍支柱式起落架缓冲器的各个参数,包括缓冲支柱的初压力、初容积、油孔面积、活塞面积、缓冲支柱行程等。介绍起落架落震时缓冲器轴向载荷的计算公式。结合具体飞机型号利用初始参数通过AD-AMS软件建立数值模型并进行仿真分析,计算结果与试验结果比较,发现两者具有较好的一致性。最后以起落架缓冲器的油孔面积作为设计参数进行优化分析,给出最优值。     

飞机全动式鸭翼载荷飞行测量技术

根据现代鸭式飞机结构特点及载荷飞行实测要求,提出了在鸭翼大轴外缘选择一个剖面进行测载应变计改装的方法,并采用不同侧应变计以特定方式组成惠斯通电桥,以达到某种应变电桥只对与其对应的载荷敏感,而对其他载荷响应较小的目的,从应变响应上对鸭翼的弯矩、扭矩和剪力载荷进行机械解耦。在载荷校准试验中,左右鸭翼同时对称向上施加校准载荷,利用飞机重量和后机身托架即可平衡加载载荷引起的飞机移动和转动,不需要对飞机进行复杂的约束和固定。通过对校准试验数据的分析,采用多元线性回归方法,建立了鸭翼载荷模型,并对载荷模型进行了验证。选取典型试飞状态,对各种机动情况下鸭翼实测飞行载荷进行了分析研究,给出了鸭翼主要的严重受载状态。     

起落架着陆油气混合缓冲器压力分析

飞机起落架在着陆过程中承受较大冲击载荷,致使起落架缓冲器内部承受较高的油压和气压,对缓冲性能有较大影响。首先,在缓冲器轴向载荷的基础上推导缓冲器各腔压力公式;其次,使用二质量系统建立起 落架着陆运动微分方程;最后,应用 MATLAB/Simulink搭建起落架着陆缓冲器压力仿真模型,利用此模型分析不同着陆速度下各腔压力随时间与缓冲器行程的变化规律,及不同正反行程回油孔面积的油腔压力对缓冲性能的影响。结果表明：在不同着陆速度下,各腔的压力在着陆过程的特定时刻呈现一定规律性;正行程回油孔不能太小,保证油液充满回油腔,反行程回油孔不能太大,保证油液充满主油腔;着陆冲击阶段的缓冲器内油压对柱塞的稳定性有影响。     

基于磁流变技术的起落架缓冲器设计研究

现有的起落架虽然可根据行程和压力的变化来调整阻尼力的变化，但是调整系数有限并且不能根据不同着陆速度改变控制策略；磁流变技术起落架缓冲器则克服了上述缺点，可调系数显著增大，可以根据不同着陆速度改变控制策略。本文设计了一种磁流变缓冲器，并对其落震性能与控制策略进行分析，控制目标为降低载荷峰值，增大缓冲器效率。首先运用位移控制的方法控制电流，在着陆过程中使得缓冲力平缓增大到峰值，以实现控制目标；其次采用模糊控制策略控制起落架着陆，基于着速度大则控制电流大，加速度大则控制电流小的控制思想，设计了模糊控制器；仿真结果表明模糊控制方法提高了缓冲效率，较好地实现了控制目标。     

某型飞机尾起落架转弯困难分析

推导了某型飞机尾起落架主支柱转角与缓冲器行程的关系,以及尾起落架主支柱转角与轮轴倾角之间的关系,并指出在停机载荷下,尾起落架轮轴倾角受到主支柱转角的影响。将某型飞机与它同类型飞机尾起落架的转弯情况进行了比较,发现某型飞机尾起落架转弯困难的原因是:在停机载荷下,缓冲器压缩量较大,轮叉转动较小的角度就可以导致轮轴与地面之间产生较大的倾角。在满足缓冲性能的基础上,将某型飞机的尾起落架缓冲器重新进行了充填,提高其充气压力,减少灌油量,使尾起落架缓冲器在停机载荷下的压缩量为0。缓冲器经过重新充填后,在停机载荷下,该型飞机尾起落架轮轴与地面的倾角始终为0°,机轮垂直地面,即使在小转弯半径条件下,牵引转弯和首飞滑跑转弯时,尾起落架机轮左右转动也很灵活。改变该飞机尾起落架缓冲器充填参数后,解决了转弯困难的问题。     

基于遗传算法的起落架缓冲器变截面油针优化设计研究

提高飞机起落架着陆性能,需要探索设计缓冲器油针形状的有效方法。利用平面多体动力学建立起落架数学模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法,以油针轴向不同位置的截面直径为设计变量,以起落架过载系数和缓冲效率为目标函数,进行起落架着陆性能双目标优化设计。结果表明:本文的方法有效提高了缓冲效率并降低了过载系数,改善了轮胎载荷环境同时提升了起落架着陆性能;该方法同样适用于特定缓冲器高性能油针的设计。     

飞机起落架扭力臂受力新概念

依据实践中发生的问题,对前苏联传统的起落架扭力臂受力分析理论提出疑议。经过理论推导,建立了飞机起落架扭力臂受力新概念。指出扭力臂承传外力扭矩时,本身既受弯又受扭。当缓冲器行程很小时以受扭为主导;当缓冲器行程很大时,以受弯为主导。缓冲器行程能改变扭力臂的受力性质。 前苏联传统观念认为扭力臂本身以受弯、剪的形式承受外力扭矩的理论是不对的,它不能解释实践中所发生的问题。 按新的观念,认为S型飞机起落架扭力臂外场裂纹,是由于扭力臂刚度较弱抗扭能力较差,在缓冲器行程非常小的着陆撞击及着陆振荡情况的交变载荷作用下,发生扭转疲劳产生的。对其它实践中的问题也能给予科学的解释。 文章最后提出了对起落架侧向偏心距较大的扭力臂设计应提高抗扭刚度,增强抗扭能力。     

起落架缓冲性能优化设计技术研究

引言 起落架缓冲性能设计是起落架设计的核心问题,具有良好缓冲性能的起落架,才能使飞机和起落架在着陆、滑跑和地面操纵过程中具有较低的疲劳载荷、较好的稳定性、舒适性和较高的可靠性。起落架缓冲性能的好坏主要依赖于缓冲器的设计是否合理,而缓冲器参数（包括充填参数和结构参数）配置得恰当与否,对缓冲性能有着决定性的影响。通过某种优化设计方法优选缓冲器参数使起落架缓冲性能达到最佳状态,     

支柱柔性对起落架缓冲器摩擦力的影响

旨在通过缓冲支柱柔性对起落架缓冲器摩擦力的影响研究,为起落架缓冲器摩擦力建模方法和柔性起落架防卡滞设计提供技术指导。伴随着超高强度钢的逐步应用,刚度问题成为起落架设计中日益突出的矛盾问题,传统的缓冲支柱刚性假设可能并不适用于一些新类型起落架的分析。本文结合某无人机飞行试验中出现的主起落架缓冲器卡滞问题,首次建立了考虑支柱柔性影响的起落架缓冲器摩擦力模型,计算了最严重工况下的摩擦力值,并与缓冲支柱刚性假设计算得到的摩擦力值进行了对比分析。分析表明在考虑支柱柔性和理想平面滑动轴承约束的情况下,摩擦力大小为原来的6倍,缓冲器发生卡滞。分析了平面滑动轴承的实际约束情况,提出了轴承支承变形协调系数的概念,并分析了其与摩擦力和卡滞的关系,进而研究了支柱外筒和活塞杆刚度对于缓冲器摩擦力的影响。研究表明在变形协调系数不小于0.53时,缓冲器发生卡滞;适当改变活塞杆和外筒的刚度使其相匹配可以降低缓冲器的摩擦力。     

基于现代试验设计的风洞天平校准方法

风洞天平的校准精度直接决定了风洞试验的气动载荷测量精度,为了提升天平校准的质量和效率,以BCS-100天平校准系统为研究对象,基于现代试验设计方法（modern design of experiments,MDOE）开展了风洞天平校准研究。针对单因子变量法（one factor at a time,OFAT）天平校准中存在系统误差与响应量耦合的问题,采用MDOE的随机、重复和分块策略控制校准的系统误差,并选定响应面理论的中心复合设计方法生成校准矩阵。校准矩阵共计86个样本点,包括64个分级因子点、12个轴向因子点和10个中心因子点,其中所有样本点的加载顺序做随机化处理,并作为一个样本块在短时间内集中完成加载,中心因子点则用于满足重复原则。最后开展了OFAT和MDOE的对比校准,拟合载荷的残差正态概率分布显示MDOE校准中横侧向分量的样本点独立性更强,样本点残差最高可降低84%;检验载荷显示MDOE和OFAT两种方法中天平所有分量的综合加载重复性持平,MDOE校准中横侧向分量的综合加载误差最高可降低54%。研究表明MDOE能够有效降低校准的系统误差,提升横侧向小量的预测能力。     

弹性机体起落架的动态性能仿真分析

 通过建立弹性机体的等效模型,导出了系统的运动微分方程;并在ADAMS/Aircraft环境中建立了虚拟样机,仿真出具有弹性机体的飞机着陆时的动态响应。仿真结果显示出弹性机体能起到吸收和耗散能量的作用,吸收了缓冲器功量的6.5%,并可以适当减轻着陆时的侧滑过载。对考虑弹性机体起落架系统进行了研究分析,得出机体的低阶弹性模态起到提高飞机起落架缓冲器效率的作用。该设计方法能够减小轮胎和缓冲器的受载,延长起落架寿命。此外,对传统起落架缓冲器设计准则进行了完善。     

载荷校准试验安全监控关键环节研究

根据飞行载荷测量地面校准试验的安全保障需求,构建了试验专用监控系统,研究了试验中安全监控关键环节,包括加载监控、约束监控、试验场所全面监控三部分,总结了危害试验安全的异常情况应急处置措施,列举了飞机机翼和起落架载荷校准试验安全监控应用实例,对后续相关试验的安全保障具有重要的指导意义。     

民用飞机机身壁板复杂试验载荷优化技术

针对民用飞机复合材料机身壁板强度试验中的载荷预计问题，构造了基于应变误差矩阵的壁板试验载荷优化模型，并利用多维极小值优化算法预计了壁板试验载荷。首先，基于机身壁板在试验装置中的受载形式，建立了机身壁板及试验装置有限元模型，并计算了各试验基准载荷作用下的机身壁板应变矩阵；其次，基于机身壁板在全机身受载状态下和试验受载状态下的应变矩阵之差，同时考虑矩阵中各元素的加权系数，构建了机身壁板应变误差矩阵，并以应变误差矩阵所有项的平方和最小为目标，以各基准载荷的系数为优化变量，以各基准载荷系数的上下限为约束，构建了基准载荷系数优化函数；基于罚函数法对优化函数进行了无约束处理，并利用最速梯度法进行了载荷系数优化；最后，基于优化得到的载荷，计算了机身壁板在试验复合载荷作用下的应变，并与机身壁板在全机身受载状态下的应变相对比，应变的分布趋势基本一致，应变误差在10%以内，证明该方法可以为机身壁板试验载荷的确定提供支持。     

基于粘弹性杆的摇臂式起落架着陆响应分析

摇臂式起落架作为起落架的重要形式,对其进行着陆响应分析可为起落架缓冲性能评估提供理论依据和参考。应用粘弹性杆建立摇臂式起落架结构动力学简化模型,并采用MATLAB程序建立线性与非线性摇臂式起落架数值求解模型;应用ANSYS/LS-DYNA显式动力学求解技术进行起落架着陆响应分析;对比研究起落架上端节点的载荷历程曲线、位移历程曲线及输出功量曲线。结果表明:着陆过程中载荷曲线和位移曲线收敛过程较短,曲线较为平滑,说明着陆过程较为平缓;从功量曲线的吸能面积比率可知缓冲器的吸能效率较高。研究结果对起落架系统缓冲性能的初步分析以及机身连接处接头细节设计的载荷输入具有积极的参考价值。