飞机弹射起飞前起落架载荷分析

论文摘要

在舰载飞机起飞方式中,弹射起飞具有高效、安全、能满足更大的起飞载荷和更复杂的起飞工况等优势而成为应用最广泛的起飞技术,拥有广阔的前景,也是未来舰载飞机起飞方式的主要发展方向。舰载飞机弹射起飞的弹射力是作用于飞机前起落架,因此,对舰载飞机弹射起飞阶段进行动力学分析和前起落架的载荷分析具有重要的理论意义和工程实用价值。本文首先根据舰载飞机弹射起飞的实际工况,建立起落架系统和全机的数学模型,推导得出飞机弹射起飞各阶段的动力学方程。然后基于多体系统动力学的方法理论,以ADAMS软件为平台,建立飞机前起落架和全机的动力学虚拟样机模型,对飞机弹射起飞过程进行仿真分析。以飞机前起落架突伸、飞机起飞质量、弹射力等为变量,得出不同变量下前起落架子系统的载荷工况以及载荷峰值,对比分析了这些变量对起落架动力学响应及全机起飞性能的影响,对舰载飞机弹射起飞和前起落架的设计提供参考。研究结果表明:在飞机弹射起飞过程中,前起落架突伸能够有效减小飞机下沉量,突伸力的增大有利于起飞迎角的建立和航迹下沉量的减小。弹射牵引力的大小主要影响飞机的起飞航迹,飞机弹射力过小,飞机离舰后达不到起飞速度,不能够实现安全起飞,弹射力过大也会增大前起落架的轴向载荷,同时缩短飞机在甲板跑道的滑跑时间,飞机也会因为没有得到足够的迎角而不能安全起飞。飞机起飞质量增大也会使起落架的轴向载荷增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 弹射起飞技术的研究现状
• 1.2.2 前起落架载荷分析介绍
• 1.3 主要研究内容及安排
• 第二章 弹射起飞分析的基本理论
• 2.1 计算多体系统动力学基本理论
• 2.2 MSC.ADAMS软件发展及背景
• 2.3 本章小结
• 第三章 飞机弹射起飞动力学模型
• 3.1 引言
• 3.2 模型的基本假设
• 3.3 模型坐标系的建立
• 3.4 起落架子系统的动力学模型
• 3.5 全机的弹射起飞动力学模型
• 3.5.1 全机受力分析
• 3.5.2 弹射起飞各阶段的动力学方程
• 3.6 建立舰载飞机虚拟样机模型
• 3.6.1 飞机机身子系统
• 3.6.2 飞机前起落架子系统
• 3.6.3 飞机主起落架子系统
• 3.6.4 飞机轮胎和跑道子系统
• 3.6.5 传感器
• 3.7 本章小结
• 第四章 弹射起飞过程的动态仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 弹射起飞的条件假设与参数选取
• 4.2.1 弹射起飞的条件假设
• 4.2.2 弹射起飞的参数选取
• 4.3 弹射起飞的运动特性分析
• 4.4 不同参数对飞机弹射起飞的动力学影响
• 4.4.1 前起落架突伸的影响
• 4.4.2 弹射力的影响
• 4.4.3 起飞质量的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录1 轮胎与跑道属性文件