飞机起落架收放液压系统设计、分析与实验验证

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1、飞机起落架收放液压系统设计、分析与实验验证李闯张明南京航空航天大学摘要：为了通过地而实验验证飞机起落架收放系统性能，研制了可精确模拟气动载荷的起落架收放实验系统。根据收放液压系统各模块特点，基于LMSImagineLab.AMESim软件建立了液压收放系统的仿真模型,模拟起落架液圧收放系统的收放过程，对系统进行动态仿真分析，预估实验系统性能。通过实验数据与仿真数据的对比分析，检验实验系统的正确性。结果表明：系统能够满足起落架收放实验基木功能要求，仿真结果与实验结果较为接近。关键词：起落架；液压收放系统；实验；仿克起落架收放系统是飞机的重要组成部分⑴，起落

2、架设计是飞机设计中最基础的领域Z—⑵，飞机50%以上的安全事故发生在起飞和降落阶段⑶，因此起落架系统的工作性能直接彩响到飞机的安全性和机动性。在地面对飞机收放功能的验证是飞机设计的一个重耍环节。为了通过起落架收放实验验证起落架收放系统原理的正确性、系统运行是否平稳和灵活、液丿玉作动筒收放功能是否可靠等问题，必须要有完整的起落架液压收放系统。国内设计者对液压系统与起落架收放测试进行了研剜4讣但采用的液压系统均为传统的起落架液压收放系统，工作回路也是由一些基本顺序冋路和安全冋路或者顺序阀和安全阀组成⑹。而国外对液压系统已经趋向于集成化、复合化和机电一体化的研

3、究，从而提高其质量，性能更加可靠而且设计周期较短。本文针对飞机起落架地面实验，采用了模块化设计思想⑺，设计并验证了起落架液压收放系统。通过液压系统各功能模块设计实现收放过程中的各项功能，并在此基础上建立了液压系统仿真模型，从而校核设计方案可行性，预估实验结果凶。通过对起落架收放实验仿真数据与实验数据进行对比分析，检验实验系统的正确性。1实验原理及系统构成1.1起落架收放实验要求起落架收放实验要求能够模拟实际飞机起落架收放过程，包括提供完整的液压系统和控制系统，以完成起落架的正常收放及控制，同时还要准确模拟起落架在收放过程中的受载，包括气动载荷、质量力、惯

4、性力及上锁阻力等。通过观察实验数据，分析收放过程中起落架收放速度、作动筒内部压力等参数的变化情况，检验收放系统功能，并通过耐久性实验，对起落架收放系统进行可靠性验证。仁2实验原理及系统起落架收放实验系统共分为加载模拟系统、液压系统、测量系统和控制系统4个部分，如图1所示。控制系统分为多通道协调加载系统和收放控制系统，分别对气动载荷加载模拟系统与液压系统进行控制。测量系统由角度传感器、位移传感器、载荷传感器以及压力传感器组成，分别对起落架收放角度、收放作动筒行程、气动模拟载荷及作动筒压力进行测量，并将结果反馈至多通道协调加载系统与收放控制系统。各控制系统再

5、分别控制气动加载模拟系统与液压系统按指令运行，确保起落架实验与真实使用状态一致。图1收放控制系统Fig1extension/retractioncontrolsystem在起落架收放过程中，受到水平气动力的作用，气动载荷随收放角度的变化而变化，并且收起与放下载荷不一致，因此在本文实验系统中设计了一种新的气动加载跟随系统。起落架通过钢索与伺服电机连接，根据收放角度值控制伺服电机输出力来模拟气动载荷的变化，伺服电机位于平台上，通过安装在底部的另一台伺服电机驱动滚珠丝杠带动平台随着起落架的收放上下运动，保持拉力方向始终水平，如图2所示。在收起与放下过程中的气动

6、载荷曲线如图3所示，实验过程屮假设起落架放下状态为0°o图2气动加载系统Fig2aerodynamicloadingsystem图3放下气动载荷Fig3theretractionaerodynamicload为了满足实验中的液压系统的功能要求，本文设计了相应的液压系统。液压系统动力源以及各个阀门的布置如图4所示。图4实验液压系统阀门布買Fig4thevalvearrangementoftheexperimentalhydraulicsystem2液压系统设计根据起落架收放系统特性，收放液压系统与控制系统配合应保证起落架收放的时序：起落架收上一上锁一解锁一

7、起落架放下，并控制起落架的收放速度切。因此，液压收放系统主要由收放作动筒、解锁作动筒和相应的控制阀组成，如图5所示。Fig5landinggearshydrauliccxtcnsion/rctractionsystem起落架液压收放系统主要rti4个功能模块组成，即末端阻尼模块、节流模块、压力维持模块以及安全模块。2.1末端阻尼模块在起落架收放过程屮除了满足基本的收放功能外，为防止rh于起落架上锁速度过快产生冲击，收放作动筒末端具有产生阻尼的功能。起落架的阻尼模块设计在液压作动筒内部，结构如图6所示。该模块主要由出油孔与阻尼孔组成，起落架正常收起时液压油

8、通过阻尼孔与岀油孔同时流出，当活塞运动至末端时，活塞盖住出油口，液压油只能通过阻