飞机起落架系统摆振动力学研究进展

摆振是起落架支柱侧向运动与围绕支柱的扭转运动相互耦合产生的自激振动,对飞机地面滑行的操纵性与安全性等具有很大的危害,是起落架系统设计中重点关注的动力学问题之一。摆振主要有“轮胎型”和“结构型”2类,可以采用动力学理论建模、多体动力学数值分析与全尺寸物理试验等方法对起落架系统的摆振特性进行研究,已发展了线性与非线性理论建模方法和数值工具,建立起了起落架摆振试验系统,也开展了全机瞬态激励下的滑跑稳定性试验。为防止摆振问题的产生,在认识摆振机理的基础上,研究者广泛而又深入地研究了起落架设计参数、轮胎参数、机体特性等对滑跑动响应与稳定性的影响,在获得各种设计参数对起落架摆振稳定性影响的基础上,发展了摆振动力学优化设计方法和智能器件与半主动/主动控制的摆振抑制方法,并开展了试验验证或装机演示验证。结合未来飞机平台的发展和起落架技术的创新,对起落架摆振动力学问题的未来发展方向进行了展望。     

起落架摆振控制及试验研究综述

从摆振控制和摆振试验两个方面回顾起落架摆振研究中的问题.列举起落架摆振控制研究中采用的控制算法,给出各种控制算法的效果和局限性.分析了各种起落架摆振试验,介绍了摆振试验所获得的有益结果.指出摆振控制相关试验研究不足和摆振试验耗费高的特点,提出了今后起落架摆振现象研究的方向.     

飞机柔性前起落架摆振仿真分析

前轮摆振是飞机地面动力学中的重点研究课题。基于多体动力学理论,采用有限元方法及点线吻合的方法处理缓冲器的柔性问题,建立了前起落架全柔性体摆振动力学模型,并采用起落架静力试验的结果对模型进行校验;给出了以飞机速度和防摆阻尼系数组成的飞机摆振稳定区域图;研究了轮胎的侧向刚度与转动间隙对临界防摆阻尼的影响。结果表明：采用点线...     

刹车状态下起落架支柱的摆振研究

在研究主起落架支柱在刹车状态下摆振的过程中，我们以双轮支柱式主起落架为例，同时，考虑到了其在纵向振动及扭转振动时自动防滑系统（ABS）的工作情况^[1]。本文在做了一些必要的假设条件下，引入了与起落架机轮，缓冲支柱及减摆器相关的变量和参数，并推导出主起落架刹车机轮振动的数学模型，进而研究与缓冲支柱和机轮参数相关的摆振激发主发生摆振的稳定区域边界。     

飞机机轮摆振的数字仿真

采用液压减摆器的流体力学模型代替摆振分析中常用的线性或二次阻尼系数,模型中考虑了油液压缩性的影响,采用变化的油液体积弹性模量。采用仿真方法研究飞机机轮的摆振问题。应用快速富氏变换从时域响应获取摆振频率信息。仿真结果与0批K8飞机的滑行实测结果进行了考核对比,仿真所得摆振幅度、频率和含气率等因素对摆振的影响均与实测吻合。     

支柱式前起落架系统刚度与摆振稳定性研究

系统刚度（航向、侧向和扭转刚度）是支柱式前起落架设计的重要指标,探明系统刚度对摆振稳定性的影响规律,对起落架的防摆设计具有重要意义。采用改变缓冲器初始气体压力的方式,分析缓冲器行程对系统刚度的影响规律,研究系统刚度对支柱式前起落架摆振的初始扭转角、收敛时间、收敛比例和稳定区域的影响。结果表明：增大支柱式前起落架系统刚度,可提升防摆性能,但同时会造成初始扭转角和摆振收敛时间的增加,这会降低起落架抵御外界干扰的能力,因此,不能过度增加支柱式前起落架系统刚度。     

飞机柔性对前起落架摆振的影响分析

以某型客机为对象,研究了飞机滑跑时前起落架的摆振动力学问题.基于多体动力学理论,采用子结构模态综合法将关键部件柔性化,建立了计及前起落架和机身弹性的全机地面滑跑刚柔耦合动力学模型,并进行了摆振稳定性仿真分析.采用起落架静力试验和模态试验的结果对模型进行校验,仿真结果与试验结果吻合较好.给出了以飞机速度和防摆阻尼系数组成...     

考虑减摆器非线性特性的前起落架摆振分析

飞机的前起落架摆振通常在飞机起飞或降落滑跑的过程中发生,对飞机的稳定性和操纵性产生危害,是一种严重的飞机故障。针对某型号无人机,基于动量矩定理,建立考虑起落架侧弯、扭转的摆振数学模型,讨论使用传统油液阻尼减摆器和电磁阻尼减摆器时不同的动力学模型。对于传统油液阻尼减摆器,采用等效线性模型,得到摆振临界稳定阻尼曲线的上下边界;而对于电磁阻尼减摆器的非线性模型,使用分岔分析理论确定系统的摆振稳定区域。结果表明：过大的减摆阻尼对摆振无法起到抑制的作用,得到控制参数平面上摆振的稳定区域,可为后续的起落架减摆设计提供参考。     

大型运输机起落架摆振影响因素及故障分析

基于飞机滑跑振动的数学模型,讨论了临界状态下影响摆振的重要参数之间的关系,并针对某大型运输机起落架摆振故障开展了故障树研究,通过对设计给定的起落架结构参数影响分析,结合实际故障排除情况,找出起落架使用中可造成摆振稳定度不足的主要影响因素和典型故障,提出起落架防摆振的针对性修理措施.     

飞机起落架结构间隙对摆振稳定性影响研究进展

起落架结构间隙作为影响飞机高速滑跑摆振稳定性的主要因素之一,决定着飞机滑跑的安全性与舒适性。本文归纳了起落架结构间隙存在形式,分析了起落架结构间隙对摆振的形成原因;详细阐述了现有起落架摆振间隙分析模型,并指出其中的局限性及今后建模方向;通过文献分析进一步总结了含间隙摆振模型求解方法,说明了不同方法的适用性;对起落架结构间隙今后的研究方向进行了展望。     

非直线滑跑飞机的摆振与滑跑稳定性

在非惯性坐标系中建立了起落架支柱的动力学模型。与飞机地面运行的六自由度模型结合，可以考察非直线滑跑飞机的起落架摆振现象及飞机地面滑行的方向稳定性。以Ｋ８飞机为例，考察了非直线滑跑模型与传统的直线滑跑模型的摆振特点及飞机的滑跑稳定性。算例结果合理，表明模型可供有关研究参考。     

基于Matlab／Simulink的前起落架摆振动力学模型分析

为了更好地进行起落架摆振动力学特性研究,有必要开展起落架摆振动力学仿真分析。利用Matlab／Simulink建立某型飞机前起落架摆振问题的动力学模型,进行动力学仿真,给出不同速度和防摆阻尼系数下的扭转角、扭转角速度、侧滑角和侧向位移的时间历程曲线,并将五组不同算例的仿真结果与相关文献的结论进行对比,验证了本文仿真模型的正确性。     

油液压缩性对飞机摆振特性的影响

为了研究飞机减摆器中油液压缩性对摆振稳定性的影响,以某型无人机前起落架为研究对象,在建立液压缸压力微分方程的基础上,采用LMS Imagine.Lab AMESim建立飞机减摆器液压模型,利用该模型对减摆器动态阻尼特性进行仿真分析。基于多体动力学理论,采用LMS Virtual.Lab Motion建立前起落架摆振动力学模型。联合上述两种模型进行飞机滑跑虚拟试验,得到不同油液压缩性时飞机摆角的动态响应曲线。结果表明:当油液含气量从0.05%增大到0.50%时,功量图面积减少了44%,增大油液含气量极大地减小了减摆器的阻尼性能,尤其是在小振幅、低频率的工况下;摆振稳定性对油液的压缩性相当敏感,不太大的油液含气量(大于0.19%)足以使摆振不稳定。     

起落架摆振飞行试验实测数据分析

为了检验起落架系统的稳定性,国内首次在真实飞机上进行起落架摆振试验,通过在跑道上加装激励板,有效激起起落架摆振相关模态;采用模态单峰隔离结合最小二乘算法,通过模态参数识别进行试验数据分析;通过仿真数据验证该方法的正确性,并将其应用到某实测摆振试验数据分析。结果表明:飞行试验中起落架未发生摆振,本次试验中起落架是稳定的。     

支柱式前起落架摆振性能研究

为了研究支柱式前起落架的摆振性能,建立了双轮式摆振方程组。在线性参数方面,研究了支柱柔性和陀螺力矩对摆振性能的影响;在非线性参数方面,研究了扭转间隙和库仑摩擦对摆振性能的影响。研究结果表明支柱刚度不足时会发生"结构性摆振";支柱扭转间隙过大时会发生"间隙性摆振",这两者必须予以避免;陀螺力矩对摆振影响不大且偏安全,常可忽略;使用过程中库仑摩擦的减小会降低系统的减摆储备能力。     

利用Matlab/simulink对前起落架摆振动力学模型的建模方法

为了更好的进行起落架摆振动力学特性的分析,有必要开展起落架摆振动力学建模方法研究,拓展摆振动力学仿真方法。本文利用Matlab/Simulink对对一个简单的前起落架非线性摆振动力学模型进行仿真建模,并给出具体算例。通过结果对比,验证了仿真模型的正确性。     

飞机前起落架在转弯控制状态下的摆振分析及应用

对飞机前起落架在转弯控制状态下进行了摆振分析,通过主动力做功分析对转弯控制系统设计提出了建议和要求,应用耗能等效原理建立了主动力和等效粘性阻尼力间的关系。建立并求解以轮胎变形为主的摆振方程组得到主动力摆振区和摆振动态响应曲线,根据动态响应的收敛速度确定防摆所需的主动力及转弯作动器的有效活塞面积。