某型无人机扁簧式起落架系统设计

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1、中图分类号：V226论文编号：102870118-S211学科分类号：082501硕士学位论文某型无人机扁簧式起落架系统设计研究生姓名杨晓学科、专业飞行器设计研究方向飞行器起落装置设计指导教师聂宏教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheDesignoftheLeafSpringLandingGearSystemforCertainUA

2、VAThesisinFlightVehicleDesignbyYangXiaoAdvisedbyProf.NieHongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本

3、人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要扁簧式起落架具有构型简易、造价低、易维护等特点，在中小型无人机中有着广泛的应用。但是相比于传统油-气缓冲式起落架，扁簧式起落架着陆过程中易出现弹离地面的现象，且落震收敛速度偏慢，因而不合理的结构或材料设计参数使得扁簧式起落架的缓冲性能得不到保障。起落架缓冲性能关乎无人机起降过程的安全，是衡量起落架是否能实现其功能的重要指

4、标。研究扁簧起落架缓冲性能的影响因素，改善扁簧缓冲效果可以增加扁簧式起落架在无人机起降系统中的优势。本文针对某型无人机的总体参数，对扁簧起落架的布局、结构、转弯机构、刹车机构进行了初步设计，并完成了出图、加工和装配，形成落震试验物理样机。依据落震要求，设计了试验台架、吊篮系统、数据采集系统等试验方案并完成落震试验，得到了扁簧落震的位移、加速度、地面支反力等试验数据。鉴于试验结果及文献资料可知，复合材料扁簧落震过程具有变形较大的特点，使用非线性动力学软件LS-DYNA建立其落震过程的动力学模型。将仿真结果与试验进行对比，两者吻合较好，

5、进而验证了动力学模型的准确性。基于该动力学模型，分析了轮胎压力、扁簧截面形状和扁簧厚度对落震过载和振幅衰减速度的影响。结果表明，降低轮胎压力、减小扁簧厚度能够有效地提升扁簧式起落架的缓冲性能，分析结果指导改进了原扁簧式起落架的设计。本文的研究成果有利于扩大扁簧起落架在无人机上的应用范围，为后续扁簧式起落架缓冲性能的研究和优化提供了基础。关键词：无人机，扁簧起落架，缓冲性能，LS-DYNA，动力学仿真，落震试验I某型无人机扁簧式起落架系统设计ABSTRACTTheleafspringlandinggearhastheadvantage

6、sofsimpleconfiguration,lowcostandconvenientmaintenance.ItiswidelyusedinsmallandmediumsizedUAVs.However,comparedwiththetraditionallandinggearusingoil-gasbuffer,leafspringlandinggeariscommonlyobservedbouncingofftheground,andhasalowrateofconvergenceafterlanding.Therefore,

7、itishardtogranteethecushionperformance,nottomentionusingtheunreasonablestructureormaterial.Thecushionperformanceoflandinggearisakeyindextomeasurewhetheritcouldgranteethesafetyoftheaircraftduringtakingoffandlanding.Toimprovetheeffectofthebuffer,aswellastheadvantagesofth

8、eleafspringlandinggearontheUAVtake-offandlandingsystem,severalkeyfactorsweretakenintoconsiderationtostudytheinfluence