前轮转弯系统减摆性能分析

张丹丹1，张明1,2

(1.南京航空航天大学 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏 南京210016）

(2.南京航空航天大学 机械机构力学及控制国家重点实验室，江苏 南京210016)

    前轮操纵是起落架设计中的关键技术。以C919大型民机前轮转弯操纵系统为研究对象，分析了其系统组成及工作原理，并根据其减摆状态工作原理建立了阻尼力计算公式；基于LMS Imagine.Lab AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件平台分别建立了前轮转弯操纵系统的液压控制系统模型和前轮转弯机构动力学模型，验证了前轮转弯操纵系统减摆状态下的功能；进行了动态阻尼特性仿真分析，分析了摆振的频率、幅值以及阻尼孔直径对减摆阻尼力矩大小的影响。结果表明：该前轮转弯操纵系统在减摆状态下可以消除冲击载荷引起的振动，满足系统减摆的要求；在其他参数固定的情况下，分别改变摆振频率、幅值以及阻尼孔直径3个参数中任一参数的值，减摆阻尼力矩随摆振频率和幅值的增大而增大，随阻尼孔直径的增大而减小。

    飞机的地面机动性及滑跑稳定性是飞机地面性能的重要评估指标，对其进行详细的分析具有重要的意义。现代军用与民用飞机，均对飞机的地面机动性及滑跑稳定性提出了极高的要求。作为飞机地面机动的重要技术，前轮操纵技术能有效实现飞机在跑道上的大角度转弯，同时兼顾滑跑过程中的方向稳定性。

    前轮操纵系统的研究一直为国内外学者所重视［1-2］。随着操纵技术的不断发展，前轮操纵技术经历了早期的机械式操纵系统、机械－液压式操纵系统到现代的电传式操纵系统以及数字电传操纵系统的发展过程。电传式操纵系统因其质量轻、安装简单及维修方便等优点，在西方战斗机上得到了普遍的应用［3］。国内飞机传统的起落架控制系统普遍采用机械-液压式操纵系统，近年来逐渐开始采用电传式操纵技术，并在电传式操纵技术的研究上取得了一定的成果。现代飞机的前轮转弯操纵系统一般兼具转弯和减摆两种功能［4-5］。文献［6］主要以单作动筒式数字电传前轮转弯操纵系统为研究对象，对其控制器进行了设计与分析；文献［7］在现有的某型号飞机的单作动筒机械－液压式前轮转弯操纵系统的基础上，对其进行了技术改进，设计了一种数字电传式前轮转弯操纵系统。文献［8］以YZL16操纵减摆器为研究对象，进行了静态阻尼仿真分析及操纵特性仿真分析。随着大型民机大角度转弯要求的提出，现代民机已基本不再使用单作动筒式前轮转向机构。文献［9］以大型民机C919前轮转弯系统为研究对象，对其转弯机构及液压操纵系统进行了设计及操纵性能仿真分析。而对于双作动筒式前轮转弯系统，对其减摆状态下系统动态特性研究较少。

    本文基于LMS Imagine.Lab AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件平台，以C919大型民机前轮转弯机构三维实体模型为基础，建立了双作动筒式前轮转弯电液伺服控制系统模型以及双作动筒式前轮转弯机构动力学模型。对系统的减摆状态进行仿真分析，得到了减摆阻尼特性随摆振频率、振幅以及阻尼孔直径大小的变化规律。在此基础上，分析了减摆过程中系统内部液压阀的动态特性。

1前轮转弯系统的组成及工作原理

    本文中，前轮转弯系统采用电液伺服控制系.......

作者简介：张丹丹（1990—），女，山东威海人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为飞行器起落装置设计技术。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）