飞机操纵前轮转弯特性仿真研究

论文摘要

飞机地面运动特性研究已成为现代飞机设计及研制中的重要内容。目前,对飞机的地面运动特性研究主要集中在飞机着陆缓冲、滑跑减震、摆振等直线运动方面,对飞机的地面转向运动研究涉入不深。为实现飞机的地面转弯运动,可采用主轮的差动刹车、发动机推力差或前轮操纵技术。作为现代飞机地面操纵的核心,飞机的前轮操纵技术因其显著的优势已在现有飞机中得到了广泛应用。本文以某大型运输机为研究对象,首先,研究了多体系统动力学建模方法及液压传动原理。然后,基于MSC.ADAMS/Aircraft动力学仿真软件平台,通过选用合理的机身、轮胎和缓冲支柱等子系统力学模型,应用动力学基本原理,建立了有效的全机地面运动动力学模型。经研究飞机前轮操纵液压系统原理及其液压控制回路,采用MSC.EASY5液压仿真软件建立了合理的飞机前轮操纵液压系统模型,并通过控制导入模式,成功实现了飞机地面运动的前轮操纵联合仿真分析。基于该飞机前轮操纵联合仿真动力学模型,重点研究了飞机的地面转弯运动特性,经模型分析表明了该联合仿真模型的有效性。最后,经详细分析模型控制参数(前轮操纵角和飞机滑行速度)在飞机地面转弯运动过程中对轮胎受力特性的影响规律,获得了一些有参考价值的结论。论文所做工作为进一步通过联合仿真技术深入研究飞机操纵前轮地面运动特性奠定了坚实基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究概述
• 1.2.1 飞机地面运动动力学建模研究
• 1.2.2 飞机前轮操纵技术研究
• 1.2.3 计算多体系统动力学和液压仿真研究
• 1.3 主要问题
• 1.4 本文工作及研究内容
• 第二章 多体系统动力学建模与液压原理
• 2.1 引言
• 2.2 计算多体系统动力学建模
• 2.2.1 广义坐标的选取
• 2.2.2 运动学原理
• 2.2.3 系统动力学方程
• 2.2.4 初始条件分析
• 2.3 液压系统原理
• 2.3.1 液压传动基本原理
• 2.3.2 质量与能量守恒
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于 ADAMS/Aircraft的飞机地面动力学建模
• 3.1 引言
• 3.2 飞机地面转弯运动动力学分析
• 3.3 全机虚拟样机建模
• 3.3.1 轮胎模型
• 3.3.2 起落架模型
• 3.3.3 机身模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 飞机前轮操纵液压系统建模
• 4.1 引言
• 4.2 前轮液压操纵系统原理
• 4.3 液压控制回路
• 4.3.1 调压回路
• 4.3.2 节流调速回路
• 4.4 前轮液压系统建模
• 4.4.1 系统主要液压元件建模
• 4.4.2 模型主要参数
• 4.5 模型分析与验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 飞机操纵前轮转弯运动联合仿真
• 5.1 引言
• 5.2 前轮操纵联合仿真建模
• 5.2.1 联合仿真模式
• 5.2.2 函数评价模式
• 5.2.3 控制导入模式
• 5.3 模型分析与验证
• 5.4 参数分析与讨论
• 5.4.1 滑行速度对轮胎受力特性的影响
• 5.4.2 前轮操纵角对轮胎受力特性的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间的研究成果
• 附录1 主起落架缓冲器油液阻尼力属性文件
• 附录2 前起落架缓冲器油液阻尼力属性文件
• 附录3 前、主起落架结构限制力属性文件
• 附录4 前起落架轮胎属性文件
• 附录5 主起落架轮胎属性文件