随机激励下无人机起落架结构的动力响应分析.pdf

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1、第31卷第2期计算机仿真2014年2月文章编号：1006-9348(2014)02—0069—04随机激励下无人机起落架结构的动力响应分析王传奇(海军驻哈尔滨地区航空军事代表室，黑龙江哈尔滨150060)摘要：研究无人机在复杂环境下起降的问题，由于在不平整跑道上进行起落，无人机起落架结构在随机激励下承受非平稳载荷动力响应。依据机场跑道功率谱密度，推导出无人机在不同等级跑道上滑行时起落架承受的非平稳随机激励。建立无人机起落架的数学模型，给出起落架结构的动力方程。结合推导出的非平稳随机激励，并采用虚拟激励法，计算起落架结构的动力响应。仿真结果表明，在不同速度、不同等级

2、跑道的情况下，计算得出起落架结构位移响应的功率谱密度和标准差，可为无人机起落架结构优化设计提供依据。关键词：无人机；起落架；随机激励；虚拟激励法；动力响应中图分类号：V226文献标识码：BDynamicResponseAnalysisofUAV’SLandingGearStructureSubjectedtoRandomExcitationWANGChuan—qi(NavalAviationinHarbinMilitaryRepresentativeOffice，HarbinHeilongjiang150060，China)ABSTRACT：Researching

3、theproblemofunnlannedaerialvehicle(UAV)take—offandlandingundercomplexen—vironment．Basedonthepowerspectraldensityofairportrunway，thepaperderivedthenon—stationaryrandomexci-tationswhentheunmannedaerialvehicletaxiedindifferentairportrunway．ToestablishthemathematicalmodelofaUAN’Slandingge

4、ar，alandinggearstructuredynamicequationwasgiven．Totakethenon—stationaryrandomexei-tationsintoconsiderationandtoadoptthepseudo—excitationmethod，thedynamicresponseanalysisofalandinggearstructurewasanalyzed．Byanexample，undertheconditionsofconsideringdifferentspeedsanddifferentgradesrunwa

5、y，displacementresponsepowerspectraldensityandstandarddeviationofthelandinggearstructurewereealcu-lated，whichCanprovidethebasisforoptimizationdesignofUAVlandinggearstructure．KEYWORDS：Unmannedaerialvehicle；Landinggear；Randomexcitation；Pseudoexcitationmethod；Dynamicre-sponse1引言无人驾驶飞机是一种有

6、动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器⋯。鉴于其独有的低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用和高机动等诸多优势，使其在军事、民用和科学研究三大领域得到广泛的应用旧J。由于无人机用途的广泛性，需要在不同的跑道环境下起降，比如公路、土质跑道等，在这些不平跑道上滑行时将使起落架承受非平稳随机载荷，这将为无人机的安全起降带来很大的考验，因此针对无人机起落架结构的动力响应分析是十分必要的。收稿日期：2013—05一04文献[3]采用时域确定性方法，建立了机身一起落架系统分析模型，分析了飞机在不平跑道上滑行的动态响应，并对某机型采用不同形式减

7、震器一常油孔及变油孔的情况进行了计算、分析和比较。文献[4]研究了舰艇动态甲板对舰载机的承载问题，建立了舰载机在动态甲板上起降的动力学模型。文献[5]以某型飞机前起落架为研究对象，分析了噪声的产生机理，并通过调整扭力臂的位置对比其对气动噪声的影响，试验结果表明：缓冲支柱及扭力臂结构件的气动噪声包含钝体绕流噪声和干扰噪声，主要噪声源为偶极子声源，且噪声场具有一定的指向性；扭力臂在缓冲支柱后时总声压级低于扭力臂在前时的总声压级。这些文献均没有涉及到随机载荷下起落架结构的动力响应问题，由此本文针对随机载荷下起落架的动力响应问题进行研究是十分必要的。一69—2起落架动力学

8、模型无人机