飞机偏航阻尼器的设计
一 问题描述
飞机在飞行的过程中，必须具备一定的静稳定性和动稳定性。许多飞机的荷兰滚模态的阻尼特性差，要求增加偏航阻尼来改善。
当飞机的荷兰滚模态的阻尼不足时，一般引入偏航速率（yaw rate ）信号作为反馈来增加阻尼，同时这样做也可以使驾驶员在驾驶飞机时减少很多困难。
飞机横向飞行时可用以下状态空间矢量表示
输入变量u :
副翼角 aileron angle （ ） 舵偏角 rudder angle （ ） 输出变量y ：
侧滑角 side slip angle （p b ）
偏航率 body yaw rate （
） 稳态偏航率 stability axis yaw rate （ ）
侧滑角估计值 estimate of beta （
） 其中状态变量x 由以下四个分量组成： 侧滑角 side slip angle （ ） 侧滚率 body axis roll rate （r ） 偏航率 body yaw rate （p ）
Ax Bu
y Cx Du
x ?
=+=+a
δr δ
b φs r
est βg
β
侧滚角 body roll rate （ ） 如图所示：
这里以H=35，000英尺,M=0.6马赫的情况为例，其状态空间描述为：
0.08680.2150.9770.5390 1.017932.30.374 2.40 6.35 6.661.060.04060.08090 1.71 1.18000.22000x x u --????
????--?
???=+????---????
????
g
010*********y 00.2150.97700000.2150.9770.05390
0x u ????
?????
???=+????-????--????
φ
0.8680.2150.9770.0539
00.0179
32.30.374 2.40 6.35 6.661.060.4060.08090 1.71 1.1800
0.22
001000000010000.2150.97700000.2150.9770.0539
0A B C D --????--?
???---?
??????
?=??????
??????-????--???
?
系统开环的特征值多项式
系统的零极点图
二 设计要求：
在实际的飞行过程中，通常要求飞机的振荡时间能够较小，同时振荡幅度也不能过大，否则会使飞机在飞行过程中不稳，引起飞机上的乘客不适。
因此，偏行阻尼器的设计应该遵循以下几点： 1. 良好的动态性能 2. 较小的超调量 3. 较短的调节时间
偏航阻尼器工程设计最关心的两个系统指标：
1. 衰减速度σ :系统离虚轴最近的闭环极点与虚轴间的距离记为σ ，
σ 越大，系统的非零初态响应的衰减速度越快。
2. 灵敏度：一种表征控制系统性能受参数变化影响程度的量。通常我们总是希望控制系统性能少受参数变化的影响，也即要求对参数变化有较低的灵敏度。
()()()
220.004770.42720.0209 2.85 2.85s s s s ?=-++??+
三选择方案:
可以选择的方案：经典控制
采用H∞最优控制1．经典控制设计方案采用双环控制
其中
Re
Im
σ
()
()
()
0.8
1.5
0.3(0.21)
0.041
0.66
r
p
s
k s
s
s
k s
s
k s
φ
-
=
+
+
=
+
=
系统的传函
经典控制的系统零极点图
2．H ∞最优控制设计方案 (1)H ∞定义：
当用Ｄ表示复平面的一个开单位圆, Ｄ’表示闭单位圆，有这样一个复变函数f(z)在开单位圆内解析,若有 且满足
则称这类函数组成的空间为Ｈ∞空间。
对于多变量系统来说,因为在每一个频率点处都将得出一个矩阵,因此引入主导增益的概念来描述这类问题，就是在每一个频率点ω处
()(
)
()(
)()(
)
2222224.4420.429 2.36 2.36 2.56(25)20.625 1.68 1.68 2.5320.211 2.59 2.59(32.9)b
c s s s s s s s s s s s φφ+??+++=+??+++??++1
j z re θ=<[0,2]
[0,1]sup max ()j Y f Ye f
θ
θπ?
∞
∈∈=<∞
传递函数阵中提取其最大奇异值,记作 δ(ω),这样由 δ(ω)随ω变化构成的曲线来描述系统的性能,这一曲线称为主导增益曲线。 设计Ｈ∞鲁棒控制器就是设计Ｋ(Ｓ)满足最优控制目标
反馈的选择
()()()123b s
b b est
r φφβφβg
控制框图
(2)H ∞控制的实现
选择
其中Ｗ1(Ｓ)和Ｗ3(Ｓ) 按下述规则:Ｗ1(ｊω)> 1,0≤ω≤ωｂ,且Ｗ1(ｊω)<1, ω>ωｂ ，Ｗ3(ｊω)< 1，0≤ω≤ωｂ
1
1101
()()2200()()()[()()]min min ()()()()()[()()]k s k s W S S S W S I G S K S W S T S W S G S K S I G S K S --∞
+=+0
s b
est
g r U βφ=-g
()1100.01100.01s W s k s ??
?
+= ?
? ?+?
?()2
2
320
1
00.011s W s s k s ??
?= ?
?
+??1()S I GK -=-1
()T GK I GK -=+
H ∞控制的实现:构造中间矩阵
因此问题可以转化为实现
(3)问题的中心: 求出k 阵使J 最小
对于此问题J 有规定的大小，易求得k 求出k 阵
H ∞控制的系统零极点图(单环)
(4)双环H ∞控制：
单环的缺点：对消零极点太靠近虚轴，可能导致系统不稳
1
1123,0e
W W G d e M M W G u y I G ????
?? ? ?
== ? ? ??? ? ?????
13b c a r c est e d u e y d e φφδδββ??
??????
? ?====- ? ? ? ?????????
g g 0
1min ||2u J e dt ∞
=?()u K s y
=-()()()()()()()()(
)22
0.7220.7190.1840.365 1.78 2.05 2.4410.8540.1010.235 3.46 1.8720.127 3.08 3.08k s s s s s K s s s s s ?+-++-?
≈ ? ??++--+??+??
()()()0.010.0281 3.63k s s s ?=+++
解决方法:
为了避免上述情况，可以增加内环，移动零极点，而不影响系统的鲁棒性能 内环
整个系统仍旧可以表达为
H ∞控制的系统零极点图（双环）
-2
-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0.51
1.5
2
2.5
P ole-Zero Map
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
四 仿真结果
单位阶跃响应（经典控制）
1min ||2u J e dt ∞
=?()u K s y
=-/b c φφ
单位阶跃响应（ H ∞控制）
单位阶跃响应（对比）
五 结论
H ∞控制动态性能较好 H ∞控制超调量小
/b c φφ/b c φφ
H∞控制调节时间短
六参考资料
解学书，最优控制——理论与应用[M]，清华大学出版社
吴受章，应用最优控制[M]，西安交通大学出版社
梅生伟，现代鲁棒控制理论与应用，清华大学出版社
Peter M.Thompson, H∞ robust control synthesis for a fighter performing a coordinated bank turn
NACA, A theoretical method of analyzing the effects of
yaw-damper dynamics on the stability of an aircraft equipped with a second-order yaw damper
2011 年春季学期研究生课程考核 起落架结构优化设计及制造加工 关键词：起落架设计改进制造技术 为满足某型飞机的研制需要，采用现代起落架的设计理念，在保持原起落架结构以及起落架与飞机的协调关系(连接形式、接口尺寸、电液和操作习惯)等方面基本不变的情况下，从设计、T艺方面进行改进，达到了增强承载能力、减轻重量和提高寿命的目的。试验验证和装机使用表明，改型后的飞机起落架性能优于原型机的性能，实现了减重、增寿,以及增强飞机使用安全性的目标。 1 设计改进 根据飞机起落架改进技术方案要求，在保证飞机安全性的前提下，尽量减轻起落架的重量，并达到增寿的目的。经设计分析和计算，对不满足强度要求的零部件进行加强改进，对强度较富裕的零部件进行减重改进。 1.1 缓冲支柱优化设计 飞机着陆蕈量的增加，相应引起起落架吸收动量增加，导致起落架着陆冲击载荷的增加。为了尽可能地降低着陆冲击过载，须对起落架的缓冲系统进行优化设计。为此，在充分利用原结构的前提下，进行缓冲器充填参数、阻尼油针的优化设计，选取多组缓冲结构并通过落震试验验证。通过一系列比较和验证，阻尼油针选用圆角方形截面结构，如图1所示。该油针的选用，使飞机起落架阻尼特性稳定、磨损小，同时提高了缓冲器系统承载能力。 1．2部分零(组)件结构重新设计 对起落架的部分零(组)件结构重新进行设计，改善了零件的受力状态，从而提高了起落架的承载能力。如将主起落架斜撑杆由刚性结构改为弹性结构，以改善起落架斜撑杆的协调承载能力，减少结构不 圈1圆角方形截面油针 Fig．1 Square section pin with round comer 协调引起的结构超载损伤，降低中部接头的应力水平，提高主起落架外筒中部接头的寿命。改进前后的结 构如图2、图3所示。 图2刚性斜撑杆(原结构) Fig．2 Rigid batter brace(original structure)
Aircraft Landing Gear Layouts 飞机起落架设计（中英文对照图） 发布人：圣才学习网发布日期：2010-06-25 14:36 共292人浏览[大] [中] [小] Most aircraft today have three landing gear． 许多现代飞机使用三点式起落架。 Two main landing gear struts located near the middle of the aircraft usually support about 90% of the plane’s we ight while a smaller nose strut supports the rest． 重心附近的两个大的主轮，承担约90% 的重量，小轮子承担余下部分。 This layout is most often referred to as the "tricycle" landing gear arrangement．However，there are numerous other designs that have also been used over the years，and each has its own advantages and disadvantages．Let’s take a closer look at the various undercarriage options available to engineers． 目前的飞机以前三点起落架为主，让我们来回顾一下后三点起落架及其优缺点。（意译） Tail wheel or Tail dragger Gear 后三点尾轮式与后三点尾橇式起落架 Though the tricycle arrangement may be most popular today，that was not always the case．The tail wheel undercarriage dominated aircraft design for the first four decades of flight and is still widely used on many small piston－engine planes． 虽然前三点起落架比较普遍，但是在几十年前的飞机，及当今的许多小型飞机是使用后三点起落架的。 The taildragger arrangement consists of two main gear units located near the center of gravity （CG）that support the majority of the plane’s weight． 后三点起落架，由两个在重心靠前位置的主轮支持大部分的飞机重量。 A much smaller support is also located at the rear of the fuselage such that the plane appears to drag its tail，hence the name． 一个非常小的尾轮装置在机身，看上去这个小轮子是被拖着走，所以，英文Taildragger 也因此而得名。 This tail unit is usually a very small wheel but could even be a skid on a very simple design．它即可以是一个小尾轮，也可以是一个尾橇。
本科毕业论文题目：飞机起落架结构及其故障分析 专业：航空机电工程 姓名： 指导教师：职称： 完成日期： 2013 年 3 月 5 日
飞机起落架结构及其故障分析 摘要：起落架作为飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要， 起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离，机 轮上装有刹车或自动刹车装置。同时起落架又具有空气动力学原理和 功能，因此人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就 将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时 再将起落架放下来。本文重点介绍了飞机的起落架结构及其系统。对起落 架进行了系统的概述，对起落架的组成、起落架的布置形式、起落架的收 放形式、起落架的收放系统、以及起落架的前轮转弯机构进行了系统的论 述。并且给出了可以借鉴的起落架结构及其相关结构的图片。 关键词：起落架工作系统凸轮机构前轮转弯收放形式
目录 1. 引言 (1) 2. 起落架简述 (1) 2.1 减震器 (1) 2.2 收放系统 (1) 2.3 机轮和刹车系统 (2) 2.4 前三点式起落架 (2) 2.5 后三点式起落架 (3) 2.6 自行车式起落架 (5) 2.7 多支柱式起落架 (5) 2.8 构架式起落架 (6) 2.9 支柱式起落架 (6) 2.10 摇臂式起落架 (7) 3 起落架系统 (7) 3.1 概述 (7) 3.2 主起落架及其舱门 (7) 3.2.1 结构 (8) 3.2.2 保险接头 (8) 3.2.3 维护 (8) 3.2.4 主起落架减震支柱 (8) 3.2.5 主起落架阻力杆 (9) 3.2.6 主起落架耳轴连杆 (10) 3.3 前起落架和舱门 (10) 3.4 起落架的收放系统 (10) 3.4.1起落架收放工作原理 (10) 3.4.2 起落架收放过程中的的液压系统 (11) 3.4.3 主起落架收起时的液压系统工作过程 (12) 3.4.4 主起落架放下时的液压系统工作原理 (13) 3.4.5 在液压系统发生故障时应急放起 (14) 3.4.6 起落架收放的工作电路 (15) 3.5 前轮转弯系统 (17) 3.5.1 功用 (17) 3.5.2 组成 (17) 3.5.3 工作原理 (17) 3.6 机轮和刹车系统 (17) 4 歼8飞机主起落架机轮半轴裂纹故障分析 (17) 4.1 主起落架机轮半轴故障概况 (17) 4.2 主起落架机轮半轴失效分析 (18) 4.3 机轮半轴裂纹检测及断口分析 (20) 4.3.1 外场机轮半轴断裂检查 (20) 4.3.2 大修厂机轮半轴裂纹检查 (21) 4.4 主起落架机轮半轴疲劳试验结果 (22) 4.4.1 机轮半轴疲劳试验破坏部位 (22)
《集成电路版图设计》实验（二）： 针对IO的缓冲器版图设计 一．实验内容 参考课程教学中互连部分的有关讲解，根据下图所示，假设输出负载为5PF，单位宽长比的PMOS等效电阻为31KΩ，单位宽长比的NMOS等效电阻为13KΩ；假设栅极和漏极单位面积（um2）电容值均为1fF，假设输入信号IN、EN是理想阶跃信号。与非门、或非门可直接调用LEDIT标准单元库，在此基础上，设计完成输出缓冲部分，要求从输入IN到OUT的传播延迟时间尽量短，可满足30MHz时钟频率对信号传输速度的要求（T=2T p）。 二．实验要求 要求：实验报告要涵盖分析计算过程 图1.常用于IO的三态缓冲器
三、实验分析 为了满足时钟频率对信号传输速度的要求，通过计算与非门和或非门的最坏延时，再用全局的时钟周期减去最坏的延时，就得到了反相器的应该满足的延时要求，可以得到反相器N管和P管宽度应该满足什么要求。标准与非门和或非门的电容、电阻可以通过已知条件算出。由于与非门、或非门可直接调用LEDIT标准单元库，所以本设计的关键在于后级反相器的设计上（通过调整反相器版图的宽长比等），以满足题目对电路延时的要求。由于输入信号IN和是理想的阶跃信号，所以输入的延时影响不用考虑。所以计算的重点在与非门和或非门的延时，以及输出级的延时。对于与非门，或非门的延时，由于调用的是标准单元，所以它的延时通过提取标准单元的尺寸进行估算，输出级的尺寸则根据延时的要求进行设计。 四、分析计算 计算过程： （1）全局延时要求为： 30MHz的信号的周期为T=1/f=33ns； 全局延时对Tp的取值要求，Tp<1/2*T=16.7ns； （2）标准单元延时的计算：
起落架 起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。任何人造的飞行器都有离地升空的过程，而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外，绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。对飞机而言，实现这一起飞着陆（飞机的起飞与着陆过程）功能的装置主要就是起落架。 基本介绍 起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。 概括起来，起落架的主要作用有以下四个：承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；滑跑与滑行时的制动；滑跑 与滑行时操纵飞机。 2结构组成 为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。此外还包括承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。对于在雪地和冰上起落的飞机，起落架上的机轮用滑橇代替。 2.1减震器 飞机在着陆接地瞬间或在不平的跑道上高速滑跑时，与地面发生剧烈的撞击，除充气轮胎可起小部分缓冲作用外，大部分撞击能量要靠减震器吸收。现代飞机上应用最广的是油液空气减震器。当减震器受撞击压缩时，空气的作用相当于弹簧，贮存能量。而油液以极高的速度穿过小孔，吸收大量撞击能量，把它们转变为热能，使飞机撞击后很快平稳下来，不致颠簸不止。 2.2收放系统 收放系统一般以液压作为正常收放动力源，以冷气、电力作为备用动力源。一般前起落架向前收入前机身，而某些重型运输机的前起落架是侧向收起的。主起落架收放形式大致可分为沿翼展方向收放和翼弦方向收放两种。收放位置锁用来把起落架锁定在收上和放下位置，以防止起落架在飞行中自动放下和受到撞击时自动收起。对于收放系统，一般都有位置指示和警告系统。 2.3机轮和刹车系统 机轮的主要作用是在地面支持收飞机的重量，减少飞机地面运动的阻力，吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能。主起落架上装有刹车装置，可用来缩短飞机着陆的滑跑距离，并使飞机在地
[键入公司名称] [键入文档标题] [键入文档副标题] [键入作者姓名] 姓名：龙玉 起落架的结构，布置型式，疲劳强度研究，动力学研究，设计与分析
目录 一.引言……………………………………………………………………………………………………………………………..2二．起落架结构概述…………………………………………………………………………. .2 1.结构 (2) ①.承力支柱、减震器 (2) ②.收放系统 (2) { ③.机轮和刹车系统 (2) ④.转弯系统 (2) 2.布置型式 (3) ①.前三点式起落架 (3) ②.后三点式起落架 (3) ③.自行车式起落架 (3) ④.多支柱式起落架 (3) '
3.结构分类 (4) 三．起落架研究现状与发展趋势 (4) （一）. 疲劳破坏的相似规律…………………………………………………………………………………………. 5 1.疲劳强度的统计估算 法………………………………………………………………………………………………………… (5) 2.起落架结构材料疲劳破坏相似规律的研 究 (5) (二). 起落架动力学的分析方法 (6) & (三). 起落架设 计………………………………………………………………………………………… (6) 1.主起落架长度与防翻角的关 系 (6) 2.主起落架长度与尾座角的关 系 (6) 3.主起落架长度与侧翻角的关 系 (6) (四). 发展趋 势………………………………………………………………………………………… (8) ^ 四．总结 (8) 五．参考文
献 (8) / 飞机起落架的设计分析 一.引言 起落架是航空器下部用于起飞降落以及滑行时支撑航空器并用于移动的附件装置。起落架是唯一一种支撑整架飞机的部件，因此它是飞机不可分缺的一部份；随着飞行器设计和制造技术的发展，起落架也在不断的改进和创新之中。 在二战以前，由于飞机的飞行速度较低，所以当时的起落架在飞机飞行的时候也可以暴露在外面，这样对飞行性能的影响不太大，所用的技术要求不高。但二战后随着科技的井喷式的发展，飞机的飞行速度大幅度提高。速度的不断提升引起以致到超音速的阶段，由此伴随着的空气阻力也随之增大。为减小空气阻力，人们便设计出了可收放的起落架。尽管起可以收放的起落架加大了飞机的重量，但从整体来说这大大促进了飞机的飞行的进步。 二．起落架结构概述 1.结构 为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。此外还包括 ①.承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）：减震器即为飞行器在着陆或在不平坦的跑到上运动时用来消减飞机摇摆震动的结构以防止飞机颠簸。当减震器受撞击压缩时，空气的作用相当于弹簧，贮存能量。 、
驾驶舱培训资料驾驶舱主要面板介绍 Cockpit Panel Arrangement Forward Overhead Panel
Flight Control Panel
1.飞控主电门A、B：位臵ON、OFF、STBYRUD ON：由系统液压给副翼、方向舵、升降舵、升降舵感觉计算机供压 OFF：断开液压，关闭飞控关断活门 STBYRUD：断开液压，备用泵工作，备用方向舵关断活门打开，给备用方向舵PCU增压 飞控低压灯: 当飞控主电门A、B位臵在ON：灯灭，监视系统液压；当压力小于1300PSI时灯亮，大于1600PSI时灯灭 当飞控主电门A、B位臵在STBYRUD：低压灯成为备用方向舵关断活门的位臵灯，当备用方向舵关断活门完全打开时，低压灯灭STANDBYHYD低液压油量灯：油量小于50％ STANDBYHYD低压灯：当压力小于1300PSI时灯亮，大于1600PSI时灯灭 2.飞行扰流板电门A、B：位臵ON、OFF ON：由系统液压供压至飞行扰流板PCU OFF：关闭飞行扰流板关断活门 3.YAWDAMPER电门：位臵ON、OFF ON：偏航阻尼器接通方向舵PCU 4.YAWDAMPER灯：偏航阻尼器系统脱开，灯亮 5.备用襟翼预位电门：位臵OFF、ARM 6.备用襟翼控制电门：位臵DOWN、OFF、UP
DOWN：LEFLAPSOV打开，备用泵将前缘装臵全伸出，电马达将TEFLAP放出 UP:电马达将TEFLAP收上 OFF：可随时停止电马达的操作 备用EMDP自动打开方式: 1）飞控电门A、B都在ON位 2）系统压力小于1300PSI 3）在空中或轮速大于60节 4）FLAP NOT UP 此时主警戒灯和FLTCONT灯亮 备用人工打开方式 1）任一个飞控主电门A、B在STBYRUD 2）备用襟翼在ARM位 7.FEELDIFFDRESS灯： 在升降舵感觉计算机内，A和B系统的计量压力存在的压差大于25％且后缘襟翼收上时灯亮； 8.SPEEDTRIMFAIL灯：FCCs的速度配平功能不可用，该灯常亮 9. MACHTRIMFAIL灯：FCCs的马赫配平功能不可用 10. AUTOSLATFAIL灯：AUTOSLAT功能失效 （P2）偏航阻尼器指示器：用来指示方向舵偏航阻尼器的运动，不表示飞行员方向舵脚蹬的输入信号 Fueling / Defueling / Measurement
飞机前起落架驱动系统设计与性能分析 陈炎 南京航空航天大学，南京 210000 摘要：本文以大型民机起落架液压系统为研究对象，结合具体设计要求，采用电力传动技术，设计了一套起落架收放系统的新型驱动系统。本系统还利用一套双余度电控应急方案取代了传统的钢索滑轮应急放机构，并针对其蜗轮蜗杆传动机构进行了初步设计。最后在https://www.doczj.com/doc/7d5898504.html,b和https://www.doczj.com/doc/7d5898504.html,b软件平台上分别建立起落架收放机构及其控制系统的联合仿真模型，并分别对系统在正常收放和应急放模式下的性能进行仿真分析，初步实现了飞机收放系统的机电液一体化仿真。通过本文的研究工作，可以为飞机起落架液压系统的改进提供了一些有价值的经验和结论，为进一步的优化设计和试验工作奠定了的基础，对我国飞机起落架相关设计工作提供了技术支持。 关键词：民机起落架、系统设计、Virtual Lab Motion、Amesim、联合仿真 0前言 起落架系统在飞机滑跑起飞、着陆时支撑飞行器重量、承受着当飞机与地面接触时产生的静、动载荷、吸收和消耗飞机在着陆撞击、跑道滑行等地面运动时所产生的能量，在减缓飞机发生振动，降低飞机地面载荷，提高乘员舒适性，保证飞机飞行安全等方面发挥着极其重要的作用，是飞机设计过程中的重要环节。传统的飞机起落架设计中一般采用液压驱动装置。液压系统具有技术成熟、输出功率大、动态响应好、定位精度高的优点，但是由于液压系统采用了集中式液压源，飞机全身布满液压管路、造成其易泄露、易污染、易燃、结构复杂、重量大等问题，同时为了维持输出，液压系统需要工作在连续模式下，这使得其利用率很低，由此可见液压系统的可靠性问题成为了整个飞机系统中的薄弱环节之一，致使飞机不得不采用多余度作动系统，这又带来了重量、体积增加等新的问题。 近些年来，随着“功率电传”系统的不断发展，国外提出了“多电或者全电”驱动的设计思路。利用多电/全电技术，广泛采用电力作动器和功率电传技术，可以取代飞机上机械传动、气压、液压和润滑系统，从而大大减少飞机的重量和复杂性，可使飞机的可靠性、维修性、效率、生存能力和灵活性大为改善，同时由于燃油消耗量的减少、飞机出勤率的提高，可明显节省飞行成本。 目前，用于飞行控制、环境控制、刹车、燃油和发动机启动系统的电力作动系统已得到验证，国外也已经开始对飞机起落架驱动系统进行研究，他们预测用新型电力作动系统取代原来的液压系统将显着提高起落架系统的可靠性。可以说起落架驱动系统全电化的实现，无论对我国民用还是军用飞机性能的提高都具有重要的意义，是未来飞机起落架系统发展的新趋势。 本文以我国大型民机为设计背景，以多电/全电飞机为设计思想，针对飞机起落架驱动系统开展分析、设计和仿真工作，初步形成一套集机电一体化设计、仿真、分析流程。 1驱动系统方案设计 1.1起落架驱动系统设计要求 飞机前起落架驱动系统的主要作用是实现起落架的收放和转弯功能。传统的前起落架驱动系统是通过集中液压源进行驱动的，但随着目前飞机向全电/多电化方向发展的趋势，飞机内不再设有集中液压源，所以原有的液压系统就需要重新设计。以起落架收放系统为例，其设计要求如下： 飞机起落架收放系统的主要作用是在飞机起飞离地后，将起落架及起落架舱门收起并上锁，在飞机着陆前，打开舱门控制起落架放下并上锁，是飞机中的关键系统之一。同时，收放系统在起落架收起过程中，能控制起落架及相关部件（如舱门）按顺序开、关。 飞机前起落架收放系统的具体设计要求是：
本科毕业论文题目：飞机起落架结构及其故障分析专业：航空机电工程 完成日期： 2013 年 3 月 5 日
飞机起落架结构及其故障分析 摘要：起落架作为飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要， 起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离，机 轮上装有刹车或自动刹车装置。同时起落架又具有空气动力学原理和 功能，因此人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就 将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时 再将起落架放下来。本文重点介绍了飞机的起落架结构及其系统。对起落 架进行了系统的概述，对起落架的组成、起落架的布置形式、起落架的收 放形式、起落架的收放系统、以及起落架的前轮转弯机构进行了系统的论 述。并且给出了可以借鉴的起落架结构及其相关结构的图片。 关键词：起落架工作系统凸轮机构前轮转弯收放形式 目录 1. 引言 (1)
2. 起落架简述 (1) 2.1 减震器 (1) 2.2 收放系统 (1) 2.3 机轮和刹车系统 (2) 2.4 前三点式起落架 (2) 2.5 后三点式起落架 (3) 2.6 自行车式起落架 (5) 2.7 多支柱式起落架 (5) 2.8 构架式起落架 (6) 2.9 支柱式起落架 (6) 2.10 摇臂式起落架 (7) 3 起落架系统 (7) 3.1 概述 (7) 3.2 主起落架及其舱门 (7) 3.2.1 结构 (8) 3.2.2 保险接头 (8) 3.2.3 维护 (8) 3.2.4 主起落架减震支柱 (8) 3.2.5 主起落架阻力杆 (9) 3.2.6 主起落架耳轴连杆 (10) 3.3 前起落架和舱门 (10) 3.4 起落架的收放系统 (10) 3.4.1起落架收放工作原理 (10) 3.4.2 起落架收放过程中的的液压系统 (11) 3.4.3 主起落架收起时的液压系统工作过程 (12) 3.4.4 主起落架放下时的液压系统工作原理 (13) 3.4.5 在液压系统发生故障时应急放起 (14) 3.4.6 起落架收放的工作电路 (15) 3.5 前轮转弯系统 (17) 3.5.1 功用 (17) 3.5.2 组成 (17) 3.5.3 工作原理 (17) 3.6 机轮和刹车系统 (17) 4 歼8飞机主起落架机轮半轴裂纹故障分析 (17) 4.1 主起落架机轮半轴故障概况 (17) 4.2 主起落架机轮半轴失效分析 (18) 4.3 机轮半轴裂纹检测及断口分析 (20) 4.3.1 外场机轮半轴断裂检查 (20) 4.3.2 大修厂机轮半轴裂纹检查 (21) 4.4 主起落架机轮半轴疲劳试验结果 (22) 4.4.1 机轮半轴疲劳试验破坏部位 (22) 4.4.2 试验结果与使用情况差异分析 (23) 4.5 主起落架机轮半轴失效分析结论 (24) 4.6 主起落架机轮半轴结构设计改进 (24)
毕业设计（论文）开题报告 题目飞机起落架机构设计及安全性分析 一、毕业设计（论文）依据及研究意义： 飞机的起落架是飞机起飞和着陆的重要装置，它在工作过程中承受着极大的冲击载荷，所以采用高强度钢或超高强度钢制作。起落架在长期使用的过程中，受到外界各种因素的影响，它的坚固程度会变差，甚至产生裂纹。本文针对起落架的焊接进行了深入的分析与研究，并在此基础上研究了完善和加强飞机起落架的焊接工艺与材料的焊接性，从而大大的降低了飞机起落架焊接时出现的问题并提高了其焊接质量。起落架是飞机起飞、着陆系统，对飞机的性能和安全起着十分重要的作用 起落架是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。概括起来，起落架的主要作用有以下四个： ①承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力。 ②承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量。 ③滑跑与滑行时的制动。
④滑跑与滑行时操纵飞机。 二、国内外研究概况及发展趋势 起落架的收放机构运动复杂，起落架的收放，上、下位锁开锁和上锁，舱门的打开和关闭等均要正确匹配和协调，否则将会发生飞行事故。 我国开展了与起落架现代设计技术密切相关的专题研究，并取得了一大批研究成果，其中有些达到世界先进水平，如变油孔双腔缓冲器设计技术，飞机前轮防摆技术，飞机地面运动动力学分析技术，长寿命、高可靠性起落架设计及寿命评估技术，起落架结构优化设计技术，起落架收放系统仿真分析技术，起落架主动控制技术等，这些成果部分地应用于型号研制中，并取得了一定效果。许多学者与研究生在理论方面也开展了一系列研究工作。《起落架设计与评定技术指南》集中反应了我国近年来在起落架现代设计理论与方法方面的进展情况。但与国外相比，我国的大量研究成果是分散的，孤立的，没有作为模型、算法或程序模块集成于一套系统中，成为设计师的实用工具，更没有在高水平的硬件与软件平台上形成一套先进、实用、高效的起落架专业CAD/CAE软件系统，因而我国型号研制基本上仍是完全采用传统模式，费时、费力、耗资。 国内起落架的研究软件主要有南京航空航天大学和西北工业大学共同开发的起落架设计分析软件系统LCAE，功能比较强大，能进行结构布局设计、起落架机构运动分析或应力分析、有限元总体应力分析、变形及载荷分析、缓冲性能分析、损伤绒线分析、及破坏危险性分析。可以实现图形及文本的前处理功能、后处理功能、分析程序的过程处理功能。另外还有南京理工大学和沈阳飞机研究所的起落架设计专家系统ALGDES，它能进行结构布局设计和强度分析、系统空间位置造型仿真机干涉分析，它建立了起落架设计的知识表示形式和组织形式，即专家系统。北京航空航天大学和西北工业大学都做过起落架防滑刹车系统的机械装置和仿真软件。有人研究了飞机接地时所受到的加速度的计算方法[6]，介绍了最大过载对飞行、起落架和气动力参数的敏感性。从国外文献上来看，有的从动能的角度研究了起落架摆振，还有的对在各种条件下的起落架性能进行了仿真，主要是在载荷及变形方面给予仿真。 在起落架行业，国外在大力开展起落架理论与专题研究的基础上，发展和推广应用起落架现代设计技术。在与现代设计技术密切相关的起落架专业理论研究方面，国外从六十年代开始，己做了大量专题研究工作。如DAUTI等公司从六、
长沙航空职业技术学院毕业设计（论文） 歼七飞机起落架收放系统故障分析 系别航空装备维修工程系 专业飞机附件维修 姓名 班级 指导老师 及职称李向新 二〇一一年××月×××日 长沙航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）任务书 (2) 摘要................................. 错误！未定义书签。第1章歼七飞机前起落架自动收起的故障研究错误！未定义书签。 1.1起落架收放控制原理分析 ....................... 错误！未定义书签。 1.2起落架自动收起原因分析 ......................... 错误！未定义书签。 1.2.1电液换向阀性能不良 .............................. 错误！未定义书签。 1.2.2系统不完整，回油路堵死 ...................... 错误！未定义书签。 1.3 故障验证 .................................................... 错误！未定义书签。 1.4 维修对策 .................................................... 错误！未定义书签。第2章数据符合规定前起落架为何放不下错误！未定义书签。 2.1地面检查和模拟试验情况 ......................... 错误！未定义书签。 2.2原因分析 ..................................................... 错误！未定义书签。 2.3 结论............................................................. 错误！未定义书签。 第3章总结 (3) 参考文献............................... 错误！未定义书签。致谢错误！未定义书签。
YH5/640、YH26/830、YH27/1080 油压缓冲器设计原理及计算 河北东方机械厂 2006年12月10日
目录 1．油压缓冲器技术参数 (3) 2．设计原理介绍 (3) 3．产品结构分析 (4) 4．设计计算及强度校核 (5) （1）柱塞筒壁厚设计计算 （2）柱塞筒强度校核 （3）柱塞筒的稳定性校核 （4）压力缸壁厚设计计算 （5）压力缸壁厚强度校核 （6）压力缸焊缝强度校核 （7）导向套强度校核 （8）挡圈强度校核 （9）复位弹簧设计计算 （10）地脚螺栓强度校核
一、油压缓冲器技术参数见表1 表1 二、设计原理介绍 油压缓冲器是利用液体流动的阻尼，缓解轿箱或对重的冲击，具有良好的缓冲性能。油压缓冲器受到撞击后，液压油从压力缸内腔通过节流嘴与调节杆形成的环状孔隙进入柱塞筒的内腔，见图1，液压油的流量由锥形调节杆控制。随着柱塞筒的向下运动，节流嘴与调节杆形成的环状孔隙逐渐减小，导致制停力基本恒定，在接近行程末端时减速过程结束。在制停轿箱或对重过程中，其动能转化为油的热能，即消耗了轿箱或对重的动能。 排油截面积的设计：油压缓冲器的制动特性主要取决于排油截面的设计。合理地设计排油截面将使缓冲过程平稳，冲击力小。在节流嘴内孔确定的情况下，改变调节杆的锥度可达到合理的排油截面。应用流体力学原理可计算出合理的排油截面，从理论上计算出来的调节杆是一连续变
化的曲面，与锥面接近，但加工和测量比较困难。调节杆的实际锥度需要通过大量的试验后才能定型，以便达到最佳效果。 图1 三、产品结构分析 YH5/640、YH26/830、YH27/1080: 结构与我厂现有定型产品的结构基本相同，复位弹簧放在柱塞筒的内部，油标放在压力缸的侧面。该产品设计时采用全封闭结构，缓冲器作用期间无向外泄漏液压油的现象。缓冲器顶部装有密封螺塞部件，起到单向阀的作用（此项技术在我厂的定型缓冲器产品中已经采用，并获得国家专利），在缓冲器受到撞击时柱塞筒向下运动，此时密封螺塞部件受到内腔压力的作用而保持关闭的状态，当缓冲器复位时，在复位弹簧的作用下，柱塞筒向上运动，接近复位末端时单向阀打开，使缓冲器完全复位，具体结构见图2。 缓冲器的注油方式和油位检查：旋下密封螺塞部件和螺塞，从顶部注入液压油，然后用油标测量油位，油位应在油标上、下刻线之间，旋紧螺塞和密封螺塞部件。
8. 6起落架的减震系统 一、概述 飞机起落架的减震系统由减震器和轮胎组成?其中减震器（也称缓冲器）是所有现代 起落架所必须具备的构件，也是最重要的构件?某些起落架可以没有机轮、刹车、收放系统等，但是它们都必须具备某种形式的减震器。而轮胎虽然也能吸收一部分能量，但仅占减震系统总量的10%?15%。当飞机以一定的下沉速度（一般“限制下沉速度”为3 m/s,美国规定某些短距起落或海军用舰载机等可以更大些）着陆时，起落架会受到很大的撞击，并来回振动?减震装置的主要作用就是用来吸收着陆和滑行时的撞击能，以使作用到机体上的载荷减小到可以接受的程度；同时须使振动很快衰减。由以上功用对减震装置提出如下的设计要求. （1）在压缩行程（正行程）时，减震装置应能吸收设计规范要求的全部撞击能，而使作 用在起落架和机体结构上的载荷尽可能小。在压缩过程中载荷变化应匀滑，功量曲线应充实一一也即减震器应具有较高的效率. （2）为了减少颠簸或在伸展行程（反行程）中不出现回跳，要求系统在压缩行程中所吸收的能量中的较大部分（一般应有65%?80%左右）转化为热能消散掉。 （3）为了让起落架能及时承受再次撞击，减震器应有必要的能量和伸展压力使起落架 恢复到伸出状态，伸展放能时应柔和，支柱慢慢伸出，这样可消除回跳。减震器完成一个正、反行程的时间应短，一般不能大于o. 8s。以上⑵，（3）项措施同时也对提高乘员舒适性有利。 （4）着陆滑跑时，根据各种飞机对所预定的使用跑道的通过性（漂浮性）要求，规定在遇到某一高度的凸台和坑洼地时载荷系数不能超过允许值，（如某些次等级跑道的路面包含有76 mn高的凸台.以及一定波长和波幅的波形表面隆起）。轮胎的弹性变形和弹性力对吸收能量、减小载荷系数和提高滑行时乘员的舒适性等方面均起一定作用，但是它不能消耗能量。 二、减震器的类型 总的说减震器可分为两大类广类是由橡胶或钢制的固体“弹簧”式减震器；另一类是使用气体、油液或两者混合（通常称油气式）的流体“弹簧”式减震器。利用橡胶、钢弹簧和气体作为介质的减震器是利用介质变形吸收撞击动能，靠介质内的分子摩擦消耗能量，因此这些减震器的热耗作用很小，只适用于轻型低速飞机以及后三点式起落架的尾乾.图8. 24对不同类型减震器的效率V和效率/重量比作了比较。v（%）‘A/ LS,其中A为减震器在正行程中实际吸收的能量；I为正行程中受到的最大载荷；s为正行程中的最大行程。由团可知油气式减震器是目前效率/重量比最高的减震器类型，其效率实际上可达到80%一90%之间。图8. 25所示波音-737 主起落架的试验曲线表明其效
2010 年第 8 期·航空制造技术 69 学术论文 RESEARCH [摘要] 详细介绍了某型飞机起落架设计改进及制造技术。改进后的起落架经试验以及预先飞行验证，各项指标符合要求，满足了新研飞机的使用需要。 关键词： 起落架 设计改进 制造技术 [ABSTRACT] The new technology and processes are introduced in detail, which are adopted in the landing gear design improvement for one type of aircraft. The testing and advance flight validation after improvement shows that all functional performances are qualified and can meet the application requirements of the retrofit aircraft. Keywords: Landing gear Design improvement Manufacturing technology 为满足某型飞机的研制需要，采用现代起落架的设计理念，在保持原起落架结构以及起落架与飞机的协调关系（连接形式、接口尺寸、电液和操作习惯）等方面基本不变的情况下，从设计、工艺方面进行改进，达到了增强承载能力、减轻重量和提高寿命的目的。试验验证和装机使用表明，改型后的飞机起落架性能优于原型机的性能，实现了减重、增寿，以及增强飞机使用安全性的目标。 1 设计改进 根据飞机起落架改进技术方案要求，在保证飞机安 全性的前提下，尽量减轻起落架的重量，并达到增寿的目的。经设计分析和计算，对不满足强度要求的零部件进行加强改进，对强度较富裕的零部件进行减重改进。1.1 缓冲支柱优化设计 飞机着陆重量的增加，相应引起起落架吸收动量增加，导致起落架着陆冲击载荷的增加。为了尽可能地降低着陆冲击过载，须对起落架的缓冲系统进行优化设计。为此，在充分利用原结构的前提下，进行缓冲器充填参数、阻尼油针的优化设计，选取多组缓冲结构并通过落震试验验证。 通过一系列比较和验证，阻尼油针选用圆角方形截面结构，如图１所示。该油针的选用，使飞机起落架 某型飞机起落架设计改进及制造技术 Design Improvement and Manufacturing Technology of Landing Gear for One Type of Aircraft 中国人民解放军驻陕飞公司军事代表室 王晓平 周 亮 李 鹏 阻尼特性稳定、磨损小，同时提高了缓冲器系统承载能力。 1.2 部分零 （组）件结构重新设计对起落架的部分零（组）件结构重新进行设计，改善 了零件的受力状态，从而提高了起落架的承载能力。如将主起落架斜撑杆由刚性结构改为弹性结构，以改善起 图1 圆角方形截面油针 Fig. 1 Square section pin with round corner 落架斜撑杆的协调承载能力，减少结构不协调引起的结构超载损伤，降低中部接头的应力水平，提高主起落架外筒中部接头的寿命。改进前后的结构如图2、图3所示。 1.3 关键重要件结构加强 由于新研飞机载荷的增加，经计算分析起落架部分零件强度不够，因此必须对零件结构进行改进，对簿弱部位进行加强。为了克服焊接结构的缺点，提高结构件的疲劳强度，前起落架活塞杆、主起落架外筒、前 图2 刚性斜撑杆（原结构） Fig. 2 Rigid batter brace (original structure) 图3 弹性斜撑杆（改进结构） Fig. 3 Flexible batter brace (improved structure) 3mm 3mm A腔
邯郸学院本科短学期报告 题目飞机起落架收放系统的设计原理 指导教师韩翔宇 年级2013 级 专业物流工程 班级 2012班物流工程本科班 成员20130408101047赵琛 20130408101038李苗苗 20130408101031麦苑怡 20130408101049高春盈 20130408101009王天 邯郸学院信息工程
目录 1.飞机起落架介绍 (1) 1.1什么是起落架的收放系统？ (1) 1.2起落架收放系统的目的 (1) 1.3对于收放系统的要求 (1) 1.4主要组成部件以及主要部件的应用 (1) 1.5什么是作动筒？ (1) 2.飞机起落架收放机构设计要求 (2) 2.1模型图 (2) 2.2机构简图 (3) 2.3最小传动角的计算 (4) 2.4静力分析 (5) 3.总结 (5)
1.飞机起落架介绍 我们都知道，起落架是唯一一种支撑整架飞机的部件，也正是因为这个原因，它成为了飞机不可分缺的一部份；没有它，飞机便不能在地面移动。当飞机起飞后，可以视飞机性能而收回起落架。那么问题来了，飞机是如何将起落架收回的呢？答案就是起落架的收放系统。 1.1 什么是起落架的收放系统？ 收放系统一般以液压作为正常收放动力源，以冷气、电力作为备用动力源。一般前起落架向前收入前机身，而某些重型运输机的前起落架是侧向收起的。主起落架收放形式大致可分为沿翼展方向收放和翼弦方向收放两种。收放位置锁用来把起落架锁定在收上和放下位置，以防止起落架在飞行中自动放下和受到撞击时自动收起。对于收放系统，一般都有位置指示和警告系统。 1.2 起落架收放系统的目的 起落架收放系统的目的：起落架控制系统控制主起落架和前起落架的放下和收上。 1.3 对于收放系统的要求 收放起落架所需要的时间应符合要求：保证起落架在收上和放下是都能可靠地锁住，并能使驾驶员了解起落架收放情况。 1.4 主要组成部件以及主要部件的应用 主要组成部件：起落架选择活门、收放作动筒、收上锁及放下锁作动筒、起落架舱门作动筒、主起落架小车定位作动筒及小车定位往复活门、液压管路等。 起落架选择活门：由起落架收放控制手柄作动，其作用是将收放的机械信号转换成液压信号，引导液压油通过起落架收放管路，从而实现起落架的液压收放。 主起落架舱门作动筒：利用液压打开及关闭主起落架舱门，且锁定舱门在关闭位置。 主起落架小车定位作动筒：增压时可使前机轮轴升起以使起落架顺利收进轮舱。 小车定位往复活门：将起落架收上或放下管路的压力输送到小车定位作动筒。 1.5 什么是作动筒？
2009金城学院飞机系统原理复习题 一、简答题（以下只是答题要点，并非全部答案） 1．简述油箱通气系统的作用和要求？ 答：1、通过油箱通气系统的作用： 1) 平衡油箱内外气体压力，确保加油、抽油和供油的正常进行； 2) 避免油箱内外产生过大的压差造成油箱结构损坏； 3) 通过增压作用确保供油泵在高空的吸油能力，提高供油可靠性。 2、燃油通气系统的要求： 1) 要防止燃油蒸汽从通气口溢出而引起火灾 2) 同时防止飞机姿态改变时燃油从通气口洒出。 2．飞机结冰的危害有哪些？ 3.对起落架系统收放有哪些的要求？ 答：为了保证安全，对起落架收放系统有如下要求： 1. 收放机构应按一定顺序工作，防止发生纷争； 2. 起落架在收上和放下位都应可靠锁定，并给机组明确指示； 3. 系统应在不安全着陆时向机组发出警告； 4. 在正常收放系统发生故障时，应有应急放下系统； 5. 为了防止意外，系统应设置地面防收安全措施。 4．看图说明飞机尾翼的结构。 答： 结冰部位 危害 机翼前缘 尾翼前缘 翼型阻力增加，导致升力下降，临界攻角下降；飞机操纵性降低。 发动机进气道 进气效率下降；发动机功率降低；发动机结构损坏。 风档玻璃 防碍机组人员视线 仪表探头 导致仪表系统失灵 飞机天线 天线折断；系统失效 给排水口 系统功能丧失
5、电传操纵的主要优缺点是什么？ 答：电传操纵的主要优点是： 1）减轻了操纵系统的重量、体积，节省操纵系统设计和安装时间； 2）消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以及飞机结构变形的影响； 3）简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合； 4）可采用小侧杆操纵机构； 5）飞机操稳特性不仅得到根本改善，且可以发生质的变化； 电传操纵最主要的缺点是： 1)电传操纵系统成本较高； 2)系统易受雷击和电磁脉冲波干扰影响； 3)单通道电传操纵系统的可靠性不够高，可通过余度技术解决。 6．民用飞机发展需要哪些相关的技术？ 答：（1）空气动力学 （2）推进技术 （3）材料和结构 （4）航空电子和控制 （5）认知工程 7．飞机空调系统的主要功用是什么？有哪几个部分组成及各自的作用是什么？ 答：飞机座舱空调系统在各种不同的飞行状态和外界条件下，使飞机的驾驶舱、旅客舱、设备舱及货舱具有良好的环境参数，以保证飞行人员和乘客的正常工作条件和生活环境、设备的正常工作及货物的安全。主要由气源系统、温度控制系统、压力控制系统等部分构成。 8．什么是驾驶舱效应？ 答：所谓的驾驶舱效应是指：如果飞机系统监控到相关的一个系统或一个功能丢失，需要进行修理，系统将自动送故障数据到综合显示系统，产生相应的信息或符号等显示，这些