从大型飞机起落架收放控制系统看cae仿真的应用

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1、从大型飞机起落架收放控制系统看CAE仿真的应用一.起落架收放控制系统工作原理带舱门的起落架系统正常收放动作过程如下，首先前、主起落架舱门上位锁开锁，然后前、主起落架舱门作动筒动作打开舱门。舱门打开后，起落架下位锁作动筒动作，将下位锁解锁，之后，前、主起落架作动筒开始动作，将起落架收上并锁住。起落架收上之后，各起落架舱门在舱门作动筒的驱动下开始关闭，并最终通过舱门上位锁锁住，这样便完成了起落架收上过程。同样，起落架正常放下过程包括舱门打开，起落架放下并锁上，舱门关闭。图1为典型带舱门的大型飞机起落架收放控制系统液压架构，它山起落架控制阀，各起落架收放作动器、上位锁和卜•位锁作动器，各起落架

2、舱门开关作动器及上位锁作动器纽成。如图1所示，来自液压系统的高压汕液，首先进入起落架收放控制阀门，该阀门接受起落架控制单元的信号，通过阀门位置的选择，控制起落架收放及舱门的开关动作。阀门引出四路,将高压汕液供往各作动器，用于起落架收放和舱门开关过程供压及对应逆向过程的回汕，各支路流量根据作动器的负载和管路、阀门的流卩ri特性分配。二.CAE仿真模型的建立2.1起落架控制阀门收放控制系统使用2个三位四通换向阀门进行起落架收放及其舱门开关控制。起落架收放选择阀3个位置分别对应起落架收上、起落架放下及隔断；起落架舱门开关选择阀3个位置分别对应起落架舱门打开、起落架舱门关闭及隔断。图2所示仿真模

3、型中，各阀门连接一个信号发牛•器，用于输入阀门的位置信号。每个换向阀对应的多条流路的流阻特性单独设置。2.2起落架收放作动筒起落架收放作动筒模块包括液压缸、单向阀和流最控制阀。如图3所示，在作动筒两端各口连接流量控制阀、单向阀和用于缓冲的节流阀。起落架收放过程屮，由于作动器负载随着起落架收放角度改变而不断变化，因此需要根据起落架收放角度计算相应的作动器负载。图3中的活塞杆行程模块用于计算作动器活塞杆行程，传递给负载输入模块，在其中将行程转换为收放角度，计算与之对应的收放过程负载情况，输入给作动筒。作动筒行程末端有节流阀式缓冲装置，如图3所示，活塞行程值作为输入量传递给两端的缓冲模拟模块，

4、通过编雪脚木程序实现在作动器行程末端液压油仅从节流阀流；

5、[,减缓活塞杆对作动简的冲2.3液压源液压系统使用发动机驱动恒压变量林塞泵供压，该林塞泵通过改变H身的出口汕量，维持系统出口压力稳定，液压泵出口有和应的泄压阀用丁高压保护。从液压泵出口到起落架控制阀门入口，会经过悖道和阀门元件，产生沿程压降，对于起落架控制系统而言，不需要了解这些压降市哪些元件产住，系统设计的输入是该控制系统入口的液压压力■流量特性Illi线。因此，在仿真模型中，在柱塞泵后接入一个自由计算模块，用来计算液压油从柱塞泵岀口到控制阀门入口过程中，对应不同流虽下的压降情况，如图4所示。2.4系统集成了模块建模完成之示，通

6、过管道阀门连接，集成为完整的起落架收放控制系统仿真模型,如图5所示。一.起落架收放控制系统仿真及分析根据液压系统的压力■流量特性，不同输出压力，液压油的最大输出流量是不同的。作动器动作需要的液压压力越人，液压系统能够供M的最人液圧流量越小，反之越人。对于同样的作动器负载力，作动器直径增大，驱动作动器所需的液压压力减小，起落架收放系统貝有更大的安全余量。作动器直径增大，单位液压流量产牛的作动器活塞杆的运动速度减小，减慢收放速度；但另一方面，由于需要的驱动压力小，对应液压系统可提供的最人液压流最增大，又能起到加快收放速度的作用。因此设计时需要进行权衡优化，通过大量设计计算,得到最合适的作动器

7、尺寸。对于起落架收放控制系统，起落架控制阀门入口压力由各作动筒克服其负载所需最大驱动压力决定。因此，如果各作动器的尺寸设计不合理，驱动各作动器所需的液压压力相差很大，便容易导致收放过程中，液压油会先从某个或某几个作动器流走，直到这些作动器到达行程末端，其他作动器才开始动作，从而导致各起落架收放过程不同步，减慢整体收放速度。因此，起落架控制系统设计，需要根据负载条件，调整作动器及其对应的流量控制阀尺寸参数，进行匹配计算，优化各作动器的流量分配。3.1仿真输入条件液压系统的压力-流量特性为起落架收放控制系统设计的输入条件z—,液压系统供压能力人小肓接影响作动器尺寸设计，仿真模型中液压系统压力

8、流最特性如图6所示。起落架收放过程负载也是起落架控制系统设计输入条件。起落架收放过程中存在多种载荷因素，包括起落架的重力载荷、气动载荷、摩擦阻力等，在收放控制系统仿真时，作为输入条件，将各种载荷转换为对应收放角度下作用于各作动器的负载曲线。图7和图8分别为一组给定的主起落架和前起落架作动器负载随收放角度变化的曲线，主起落架0°为放下状态，80°为收上状态，前起落架0°为放下状态，100°为收上状态。系统的其他输入条件还包括管道、弯头