高性能直升机起落架动力学研究

论文摘要

具有可收放抗坠起落架的高性能直升机是新一代直升机的发展趋势,航空发达国家在这方面已经取得了巨大成功,一批先进的直升机已经投入使用。但国内在此领域的研究才刚刚起步,还属于航空业界的一个薄弱环节。本文基于这一现实,以串列式双腔油气缓冲器起落架为模型,综合考虑高性能直升机的使用环境和特点,对此展开系统研究。研究从高性能直升机的使用背景和使用特点出发,全面考察了双腔油气式缓冲器的受力情况,对全机力学模型和起落架力学模型进行了全面的数值分析;对直升机抗坠特性特别是起落架的抗坠特性进行了综合分析,在国内首次提出了在起落架上采用抗坠套管进行辅助抗坠的概念;此外,论文还对直升机起落架的“地面共振”特性和可抗坠起落架的收放实现问题进行了分析和探讨,给出了三种抗坠毁起落架实现收放的运动简图;在ADAMS/Aircraft中建立了摇臂式抗坠起落架的数字模型并进行了动力学仿真,仿真结果表明采用双腔油气式缓冲器的某型直升机起落架可以满足常规着陆和硬着陆的要求,结合机体和座椅的抗坠设置可以满足抗坠着陆的要求,当采用抗坠套管后有助于实现直升机在高速坠撞情况下的抗坠毁着陆要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究背景和意义
• 1.2 直升机起落架发展简史与发展趋势
• 1.2.1 直升机起落架发展历史简介
• 1.2.2 直升机起落架发展趋势
• 1.3 国内外相关领域研究现状
• 1.4 项目主要研究内容和研究方法
• 1.4.1 研究目标和内容
• 1.4.2 研究方法和工作布局
• 第二章 全机力学模型和起落架动力学数值分析
• 2.1 全机力学模型及坐标系的建立
• 2.2 主起落架力学模型及受力分析
• 2.2.1 主起落架模型及受力分析
• 2.2.2 尾起落架运动微分方程
• 第三章 “地面共振”特性分析
• 3.1 概述
• 3.2 基本假设和计算模型
• 3.2.1 基本假设
• 3.2.2 构建坐标系和计算模型
• 3.3 运动方程和状态方程
• 3.3.1 振动子系统的运动关系方程
• 3.3.2 状态方程及其解
• 3.4 起落架各系数的计算
• 3.4.1 起落架传递系数计算
• 3.4.2 起落架刚度、阻尼系数计算
• 3.4.3 平衡状态计算
• 3.5 计算及其分析
• 第四章 抗坠性与收放实现分析
• 4.1 抗坠性分析
• 4.1.1 全机抗坠性综合分析
• 4.1.2 起落架抗坠着陆分析
• 4.2 抗坠起落架的收放实现
• 4.2.1 直升机起落架的收放方式
• 4.2.2 直升机起落架的收放机构结构分析和运动分析
• 4.2.3 抗坠起落架的收放形式
• 第五章 起落架模型与落震仿真分析
• 5.1 分析方法和工具软件
• 5.1.1 DRI/KRASH 抗坠仿真分析软件
• 5.1.2 MSC.Dytran 大变形非线性有限元软件
• 5.1.3 MSC.ADAMS 多体系统动力学仿真分析软件
• 5.2 在ADMAS/AIRCRAFT 中建立起落架模型
• 5.2.1 建立主起落架和尾起落架的模板（Template）
• 5.2.2 建立起落架子系统（Subsystem）
• 5.2.3 建立机身子系统（subframe）
• 5.3 仿真及结果分析
• 5.3.1 高性能直升机适坠着陆设计包线
• 5.3.2 不同着陆条件下的落震仿真分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究总结和主要成果
• 6.2 进一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文