CN103258105A - 一种飞机起落架寿命消耗计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机航线起落中多次接地的起落架寿命消耗计算方法，可以精确计算出一个航线起落多次着陆接地时每一次接地的起落架消耗寿命，以利于起落架的寿命控制，从而保证飞机的使用安全；这种方法使得飞机航线起落中多次接地时起落架寿命计算由“模糊性”、“随机性”归于“精确性”，其有效性和实用性得到了海军飞机试验专用平台的试飞验证。

Description

一种飞机起落架寿命消耗计算方法

技术领域

本发明涉及航空航天领域，尤其涉及一种飞机起落架疲劳寿命分析方法。

背景技术

一般的，对于飞机一个典型的航线起落，飞机起落架要承受包含“起飞曲线滑行→转弯→起飞线发动机试车→起飞滑跑→着陆接地→着陆滑跑→刹车→转弯→着陆曲线滑行”等不同的载荷情况；现有技术中，完成这样一个典型的航线起落，在进行起落架寿命计算时认为消耗一个起落架。

然而对于教练机或是专门用于飞行员着陆训练的飞机，一个航线起落中普遍包含多次着陆接地，即“起飞曲线滑行→转弯→起飞线发动机试车→起飞滑跑→着陆接地→......→着陆接地→着陆滑跑→刹车→转弯→着陆曲线滑行”，此时如果仍笼统地按一个典型的航线起落计算起落架寿命，继而给出起落架剩余使用寿命的做法是偏于危险的，因为每一次的着陆接地均会对起落架造成损伤，使疲劳寿命减少；而如果将其中的每一次着陆接地均算作一个航线起落，又偏于苛刻严格，造成起落架寿命的浪费。

发明内容

本发明的目的：本发明创造就是为了解决以上问题，提供一种精确的飞机航线起落中多次接地的起落架寿命消耗计算方法，可以精确计算出一个航线起落多次着陆接地时每一次接地的起落架消耗寿命，以利于起落架的寿命控制，从而保证飞机的使用安全。

本发明的技术方案：飞机航线起落中多次接地的起落架寿命消耗计算方法，以起落架垂直过载n_y产生的当量损伤ζ作为研究对象，包括以下三个步骤：

首先，计算飞机一个航线起落中起飞曲线滑行、转弯、起飞线发动机试车、起飞滑跑、着陆接地、着陆滑跑、刹车和着陆曲线滑行各种载荷情况下的起落架垂直过载n_y，使用计算公式ζ＝n_y ^m计算每一种载荷情况垂直过载n_y产生的当量损伤ζ，则各种载荷情况垂直过载n_y产生的当量损伤总和为ζ_∑；

然后，依据飞参判读或测量的每个航线起落飞机各次着陆接地的下沉速度v_y，使用计算公式n_y＝a×v_y ²+b×v_y+c计算着陆接地的下沉速度v_y对应该次着陆的起落架垂直过载n_y，然后ζ_i＝n_y ^m计算垂直过载n_y产生的当量损伤ζ_i；

最后，计算单次着陆接地的当量损伤ζ_i与起落架载荷谱一个航线起落当量损伤总和ζ_∑的比值δ_i，δ_i＝ζ_i/ζ_∑，δ_i即为该次着陆接地起落架寿命消耗的数值。

其中，各种载荷情况起落架垂直过载n_y产生的当量损伤ζ_i的降误差算法是本技术方案的关键，对于垂直过载n_y产生的当量损伤ζ_i的降误差算法，基于疲劳强度理论和起落架疲劳试验结果，结合工程试飞情况对ζ_i算法进行多次迭代修正，建立了起落架的寿命消耗计算模型和起落架寿命预测计算模型，并以此为基础提出了模型的求解方法。

本发明的有益效果在于：这种方法使得飞机航线起落中多次接地时起落架寿命计算由“模糊性”、“随机性”归于“精确性”，其有效性和实用性得到了海军飞机试验专用平台的试飞验证。

具体实施方式

某飞机主要用于飞行员的着陆演练，在某次飞行中进行了4次着陆演练，4次着陆接地的下沉速度v_y分别为4.5m/s、3.9m/s、1.26m/s和1.03m/s。

根据上述的公式和算法，n_y＝a×v_y ²+b×v_y+c；ζ＝n_y ^m；

ζ_i＝(a×v_y ²+b×v_y+c)^m＝n_y ^m；

δ_i＝ζ_i/ζ_∑；

当次飞行的当量累积起落数N应为：

N＝1+(a×4.5²+b×4.5+c)^m/ζ_∑

+(a×3.9²+b×3.9+c)^m/ζ_∑

+(a×1.26²+b×1.26+c)^m/ζ_∑

+(a×1.03²+b×1.03+c)^m/ζ_∑

＝4.6

其中，ζ_∑---个航线起落各载荷情况垂直过载ny产生的当量损伤总和；

ζ_i＝(a×v_y ²+b×v_y+c)^m---每次着陆接地下沉速度产生的损伤；

δ_i＝ζ_i/ζ_∑---每次着陆接地不同下沉速度消耗的起落架寿命；

a、b、c---是下沉速度v_y与垂直过载n_y之间二次关系曲线的系数，对于不同的起落架，该系数不同；

m---是拟合的材料寿命曲线的斜率。

计算结果表明，该架飞机在一个航线起落中，进行了4次着陆演练，起落架寿命消耗了4.6个起落。

Claims (2)

1.一种飞机航线起落中多次接地的起落架寿命消耗计算方法，其特征在于：以起落架垂直过载n_y产生的当量损伤ζ作为研究对象，

包括以下三个步骤：

首先，计算飞机一个航线起落中起飞曲线滑行、转弯、起飞线发动机试车、起飞滑跑、着陆接地、着陆滑跑、刹车、转弯和着陆曲线滑行各种载荷情况下的起落架垂直过载n_y，使用计算公式ζ＝n_y ^m计算每一种载荷情况垂直过载n_y产生的当量损伤ζ，计算各种载荷情况垂直过载n_y产生的当量损伤总和ζ_∑；

然后，依据测量的每个航线起落飞机各次着陆接地的下沉速度v_y，使用计算公式n_y＝a×v_y ²+b×v_y+c计算着陆接地的下沉速度v_y对应该次着陆的起落架垂直过载n_y，然后ζ_i＝n_y ^m计算垂直过载n_y产生的当量损伤ζ_i；

最后，计算单次着陆接地的当量损伤ζ_i与起落架载荷谱一个航线起落当量损伤总和ζ_∑的比值δ_i，δ_i＝ζ_i/ζ_∑，δ_i即为该次着陆接地起落架寿命消耗的数值。

2.根据权利要求1所述的飞机航线起落中多次接地的起落架寿命消耗计算方法，其特征在于：所述着陆的起落架垂直过载n_y产生的当量损伤ζ_i的降误差，基于疲劳强度理论和起落架疲劳试验结果，结合工程试飞情况对ζ_i进行多次迭代修正。