飞机起落架缓冲器性能设计与落震试验分析三次研编

报告等大量素材的基础上，经过认真分析、系统整理而加工出来的三次编研成果。该成果涵革了起落架结构形式、缓冲器结构设计、结构参数和充填参数选择、缓冲器性能的校核计算方法、在震试验的目的和依据、落震试验设备、试验技术方法以及缓冲器性能分析等内容，是起落架设计和试验人员学习和研究的好帮于，亦是我所档案管理人员为提高档案管理水平，最大陆度地搞好问案信息资源的有效开发利用，根据档案资料编研指南的要求加工编著成功的一部三次编研成果。

1 起落架缓冲系统设计原则

图1 起落架结构示意图

起落架是飞机的一个重要的大型部件，成功的起落架设计，不仅能够保证飞机起飞和降落的安全性，而且还可以实现飞机着陆柔性撞击和舒适滑行，图1给出起落架结构示意图。

缓冲器系统为起落架核心部件，其作用包括吸收飞机着陆的撞击载荷以及在地面机动滑跑时产生的垂向载荷，从而使得起落架因缓冲系统而避免产生过大过载。

早期的飞机缓冲系统为固体弹簧缓冲器，其特点是制作简易、使用可靠、维护方便，缺点是吸收耗散能量效果不佳。为了克服固体弹簧缓冲器的缺点，油气混合组成的流体弹簧缓冲应运运而，该系统的特点是储存在缓冲器腔内具有一定初始压力的空气为良好的弹性构件，能够使被压缩的缓冲器迅速回弹，在缓冲器压缩与回弹的过程中，缓冲器腔内的油液流经阻尼油孔时将大部分着陆功量转换为热能耗散掉了。

油气混合缓冲器的设计必须满足五点要求：（1）缓冲器应当在保留一定行程余量的条件下吸收着陆功量，通常情况下缓冲器都取其压缩总量的10%左右;（2）只有在极端工况下，最大功量吸收时才允许轮胎压缩到边缘和缓冲器压缩到结构最大行程;（3）缓冲器应当具备柔软属性，在吸收功量时缓冲载荷应逐渐上升，并在行程末端时候达到最大受力状态且缓冲过载值应当在2.0～4.0范围内;（4）緩冲器应能吸收缓冲器重复冲击引起的振动，并防止在反行程中的剧烈反跳以及机轮跳离地面;（5）主起落架缓冲器的停机压缩量应该尽量大些。对大飞机其停机压缩量可达到计算行程的2/3。在正、反行程中滞耗的功量应尽量大，应占缓冲器所吸收功量的75～80%，且一次正、反行程总时问不应超过0.8秒。轮胎吸收的功量约为冲击总能量的10～20%。

2 影响缓冲器性能的因素及分析

2.1 传力系数对缓冲器性能的影响

起落架缓冲系统的传力系数，是指作用在起落架轮轴下的垂直载荷经摇臂传递到缓冲器上，其量值发生变化的系数，这种变化产生于起落架的结构及摇臂转动。

支柱式起落架缓冲器受压时缓冲器轴线与铅垂线之间的夹角不发生变化，其传力系数为常值。摇臂式起落架缓冲器的下铰点置于摇臂上，机轮受力时，垂直载荷推动摇臂向上转动，缓冲器轴线与铅垂线之问的夹角亦随之改变，因此，传力系数处于动态增加过程，其表达式为：

为防止摇臂式起落架的缓冲器载荷因传力系数增加而造成末段载荷急居增加影响缓冲效果，在起落架结打样设计时，通常采取以下预防措施：

在结构尺寸上，保证摇臂与地向垂线之间的夹角满足35？燮ψ0？燮ψmax，ψmax等于缓冲系统受力时轮轴中心的垂直位移与摇臂长度的比值。

保证缓冲器行程最大时的传力系数小于或等于缓冲器未压缩时的传力系数的2倍;

起落架结构型式的布置决定了传力系数的大小。但是，在选择初始传力系数时，须全面考虑飞机总体设计时留给起落架收藏的空间、上传载荷及其结构重量的限制，因此，应进行多种布置方案的计算比较，既不能过大，亦小能过小。

落震试验是缓冲器最真实的检验，也是传力系数选择是否合适的直接检验，当出现过载问题时，应全面分析，针对性的进行调节。

2.2 预压系数对缓冲器性能的影响

预压系数是缓冲器性能的一个重要参数，预压系数的大小直接关系到缓冲器的“软”和“硬”。在滑行状态，关系到飞机地面载荷的大小和人员的舒适性。囚此，在起落架缓冲系统设计时，预压系数的恰当选择是一个不可忽视的问题。

预压系数是起落架缓冲系统之减震器开始错动时，作用在机轮轮轴上的力与停机时作用在轮轴上的力之比。即

因此，n0值越小，所得到的缓冲器就会越“软”，反之，n0值增大，缓冲器就会由“软”变“硬”，缓冲器的压缩行程随之减少。在设计时，n0值通常控制在0.8～1.0之间，具体选多少，要根据总体设计分配给起落架的空间和起落架的结构设计，并参考同类飞机n0选取值，综合分析后确定。

在落震试验时，通过测量并计算轮轴载荷及缓冲器行程的时间历程曲线，求出实际的预压系数，并纳入缓冲器性能和缓和系统性能的分析之中，为摇臂式起落架设计积累经验。

2.3 空气初始压力和初始容积对缓冲器性能的影响

对于油气混合式缓冲器，气体做工，在正行程气体受压缩变形吸收一部分能量;在反行程时，气体膨胀推动活塞复位而释放能量。气体做工在起始状态取决于初始压力和活塞受压面积，在随后的压缩过程中，由于压缩过程只有0.3～0.4秒，气体处于一个多变的绝热过程，压缩载荷呈非线性快速上升状态，其典型特性曲线如图2所示。

3 落震试验方法

起落架落震试验通常采用“减缩质量法”，试验示意图见图3。试验投放质量在落震试验中要根据yc的实测值进行迭代，直至满足试验落体测试功量与理论功量的偏差不大于规定值为止。投放质量的计算如下：

整个试验过程如下：

（1）机轮触台的下沉速度由落体系统的投放高度保证，由控制系统将落体系统提升到预定的投放高度：

（2）落体系统由起落架、夹具、吊帐和配重等组成，投放质量利用标准配秉块进行调节;

（3）采用落震试验专用的三向测力平合，模拟跑道摩擦特性;

（4）航向速度采用摩擦轮逆航向带转的方式进行模拟，轮缘切线速度要达到试验要求预定的速度;

（5）由控制系统控制落体系统自由下落，撞击测力平台，同时触发采集系统，获取各通道测试数据。

4 结束语

介绍了起落架缓冲系统设计原则，对影响缓冲器性能的因素进行了比较系统的分析，以落震试验方法做结。

【参考文献】

[1]曾文玲.论档案编研的基本涵义[J].机电兵船档案，2015年第1期，P22-24.

[2]郑慧，覃筱媚.分布式档案数据库系统的建立及其对档案编研的影响[J].北京档案，2014年第10期，P16-18.

[3]陈燕.初探如何做好科技档案三次编研工作[J].中国军转民，2011年第4期，P28-31.

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