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飞机前起落架收放回路液压阻尼影响研究

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  • 发布时间:2014-08-16
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目前 ,某型飞机在起落架应急放试飞试验及大飞行速度条件下正常放起落架试飞试验中,存在前起落架能放下但无法上锁的现象。

通过分析,在放起落架时液压回路阻尼阻碍起落架放下且数值较大,直观来说,增大阻尼孔径,减少阻尼力及阻尼力做功,应该能够帮助起落架放下上锁,如果能够奏效,那么针对此问题 ,减小阻尼的影响将是更改工作量较小的解决方案。

为明确液压回路阻尼对前起落架放下上锁性能的影响程度,了解减小阻尼对放下特性的影响情况 ,需要对收放油缸缓冲区和液压回路中的液压阻尼对前起落架放下特性的影响进行研究。

1 系统构架与系统原理1.1系统构架某型飞机前起落架收放机构如图 1(a)所示。当前起落架放下和收起时,通过连杆机构,前起落架舱门与支柱联动,先打开,起落架放下后关闭。

1.2 系统原理某型飞机前起落架收放作动筒在放下时为面积差动驱动形式,前起落架收放作动筒液压原理见图1(b)。在前起落架放下的时候,流人作动筒无杆腔内的液压油包括2部分:a、液压油从前起落架放下压力管路流入,经过作动筒中节流口,液压油最终流人作动筒无杆腔内;b、在前起落架放下的时候,前起落架收放作动筒收稿 日期 :2012.11.02作者简介 :黄喜平(1982-),男,硕士,主要从事于液压系统设计,ARJ及C919液压系统及起落架系统仿真分析,并兼顾 ARJ起落架系统设计及试飞。

前起落架收放作动简 前起落架收回a)某机型前起收放机构 b)某机型前起收放作动筒液压原理图图 l 系统构架及系统原理2 仿真分析2.1仿真建模建立前起落架收放仿真模型,建模过程主要包括以下3步:a、从CATIA中导人元件的相对位置关系;b、输入元件的重心、质量、惯性矩、惯性积等信息;c、建立相关约束关系及驱动力。

2.2数模仿真2.2.1阻尼系数与放下时间关系经过简化,前起落架动力学仿真模型如图2(a)所示 ,调整仿真模型中的阻尼系数来模拟作动筒阻尼孔的大小,得到不同的阻尼系数和放下时间之间的关系,如表 1所示。

当阻尼系数增大时,起落架放下时间变长,且阻尼系数与放下时间成正比关系。

2.2.2阻尼系数与阻尼力做功关系调整仿真模型中的阻尼系数来模拟作动筒阻尼孔的大小,得到不同的阻尼系数和阻尼力做功之间的第18页 洗体钴幼与控副 2013年第3期关系,如表 1所示。

当阻尼系数增大时,阻尼力做功增加,但是变化的幅度不大。

2.2-3不同阻尼系数相对应最大砝码重量在前起落架仿真数模-前起落架前舱门上加载砝码来模拟飞机在空中受到的气动力。研究在不同的阻尼系数下,前起落架应急放下并上锁时对应的最大砝码重量。

2.2.4前舱门挂砝码前后放下时间与阻尼力做功对比通过仿真计算,得到以下结论 :a、放下时间:前舱门挂砝码后 ,前起落架放下时间比前舱门不挂砝码时略有增加,且都与阻尼系数成正比关系;b、阻尼力做功:前舱门挂砝码后,前起落架收放作动筒阻尼力做功比前舱门不挂砝码时约增加 10%。

前舱门挂砝码前后放下时间与阻尼力做功对比如图2fb1所示。

表 1不同的阻尼系数和相对应的放下时间、阻尼力做功数据临界砝临界砝 临界砝码条序 阻尼 放下时 阻尼力 码条件码质量 件下阻尼力号 系数 f7(s) 做功fkJ) 下放下(kg) 做功(kJ)时间(s)l 25 3.9 l 540 99 3 9 1 7922 50 4 9 1 650 88 4.5 1 8373 1O0 7 1 1 685 78 7-2 1 8404 200 11 7 1 687 75 13 1 8435 400 2O 8 1 711 75 24.5 1 8466 600 29 8 1 713 75 36 l 846: %(a)前起落架收放仿真模型 (b)砝码对放下时间与作功影响图2 放下时间与阻尼力做功对比2-3仿真分析结论通过分析不同阻尼系数下收放时间、阻尼力做功及相对应加载最大砝码重量,得到以下结论:a、阻尼系数与放下时间成近似正比关系,减小阻尼系数,能有效地缩短放下时间;b、阻尼系数不能有效的影响阻尼力做功,减小阻尼系数,在可以接受的放下时间内,不能有效地减少阻尼力做功;c、在不同阻尼系数条件下,前起落架放下并上锁时,最大加载的砝码重量无明显变化。

3 试 验现用模拟作动筒代替原作动筒,去掉了其中的缓冲段,用控制阀块代替原构型中的各阻尼孔,将影响液压阻尼的截流孔用可调截流孔进行模拟,通过模拟液压缸试验,重点关注各种阻尼对放下特性的影响,其收放液压原理如图3所示。

图 3 模拟液压缸液压原 理图在模拟缸试验过程中,首先测量某型飞机前起落架收放作动筒相关参数,然后换装模拟液压缸,并对换装模拟液压缸后的系统进行调试,满足要求后,测量模拟系统的对应参数 ,观察缓冲区的影响,并在此基础上,逐步调整液压回路的阻尼,观察液压回路阻尼对放下性能的影响。

3.1飞行速度与砝码质量关系根据某型飞机的试飞结果,260节时,前起不能正常放下上锁,速度下降至256节左右,前起能放下上锁,可以认为前起不能正常放下上锁的临界飞行速度为260节,在铁鸟试验时,采用前起上摇臂悬挂砝码的加载方式,当单侧砝码质量为203.7 kg时,前起不能正常放下上锁,因此认为,单侧 203.7 kg砝码载荷的作用 ,与260节时前起气动力(体现在前起前舱门单侧拉杆的轴力为7 140 N)的作用效果相同。

液压阻尼试验通过在前舱门上挂砝码的方式进行加载,加载砝码的接头到前舱门转轴的距离为 150mm,而摇臂连杆与前舱门的接触点离前舱门转动轴的距离是139 mm。要求在这两种加载方式下,相对于前起前舱门转轴的转矩相同,则摇臂前端加载单侧砝码质量 203.7 kg对应的前舱门加载单侧砝码质量2013年5月 黄喜平,等:飞机前起落架收放回路液压阻尼影响研究 第 19页应该为 188.76 kg。

由以上推导可知 :前起前舱门单侧拉杆轴力7140 N对应的前舱门加载单侧砝码质量 188.76 kg。

根据比例关系,计算出不同飞行速度下前起前舱门单侧拉杆轴力所对应的前舱门加载单侧砝码质量,也就是各飞行速度前舱门气动力所对应的前舱门加载单侧砝码质量,如表2所示。

表2 各飞行速度对应砝码质量飞行速度(节) 对应舱门加载单侧砝码质量( )2003.2 系统调试首先测量某型飞机前起落架收放作动筒的相关参数,然后换装模拟液压缸 ,并对换装模拟液压缸后的系统进行调试(调节模拟液压缸的A端截流阀和B端截流阀如图3所示)。经过调试后,换装模拟液压缸后的系统的性能参数与某型飞机前起落架收放作动筒基本-致。

3.3回路 阻尼影响试验使用双侧舱门挂砝码的方式进行加载,试验中,左右舱门挂的砝码等重。

3.3.1试验方法及试验结果试验开始时,保持A端和B端截流阀在系统调试完成时的开度(B端截流阀此时开度为0.4圈)。在双侧舱门分别加挂初始值为8O ,调节B端截流阀的旋钮位置,得到在2组砝码重量下应急放能成功放下上锁时对应的B端截流阀旋钮的临界位置和放下时间。试验结果见表3。

截流阀逆时针旋转为开,记为”,1”表示增加逆时针旋转 1圈;顺时针旋转为关,记为-”,-1”表示增加顺时针旋转 1圈;全开”表示逆时针旋转到不能旋转为止。

3-3.2结果分析在前起落架收放回路液压阻尼试验中,前起机构通过挂砝码的方式进行加载并得到以下结论:a、调节增大截流阀的开度,前起应急放放下的速度有变快的趋势;b、挂80 砝码加载时,当B端截流阀开度为0.4圈时,起落架不能上锁;c、挂 8O 砝码加载时,节流阀开度需增加至初始状态的8.5倍时即B端截流阀开度增加到3.4圈时,起落架能够放下,此时放下时问为5.16 s;d、在挂 110 kg砝码加载时,A端和B端截流阀从初始状态至全开情况,起落架都不能放下到位;e、从表 2可以看出,飞行速度200节对应的舱门加载单侧砝码质量为116.32 kg,大于110 。根据试验结果推测,在挂 116.32 kg砝码加载时,A端和B端截流阀全开情况下,起落架还是不能放下到位;f、根据试验结果推测,飞行速度在200节以上,仅调节液压回路阻尼不能使起落架放下上锁。

表3 舱门挂砝码加载4 结 语模拟液压缸试验复现了某型飞机在铁鸟试验及飞行试验时前起落架应急放及大飞行速度条件下前起落架能放下但是不能上锁的故障,试验原理合理,可较精确地模拟收放缸阻尼特性对应急放的影响,另- 方面,试验与分析结果吻合,可以有以下结论:a)减少液压回路阻尼可以加快前起落架放下速度;b)在可接受的放下时间内,减少液压回路阻尼不能有效的减少阻尼力做功;c)减少液压回路阻尼对解决前起应急放问题帮助不大。

(下转第22页)第22页 流体秸幼与控副 2013年第3期Abstract:Match of Loader hydraulic system and the whole is to determine the basis for the main parameters of thehydraulic system and the associated parts selection,the loader mainstream quantitative system is relatively simple tocalculate,but double pump confluence load sensitive variable system need to be analyzed the characteristics of thespecial conditions to matching calculation reasonably。

Key words:variable;load sensitive;computational;analysis(上接第 19页)

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