CN108108527A - 一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法，属于飞机结构强度设计技术领域，其包括：第一：根据飞机总体布局设计参数，计算前起落架与主起落架的水平杠杆比；第二：计算前起落架与主起落架的垂直载荷比；第三：计算前起落架与主起落架的垂直位移比；第四：计算前起落架与主起落架的垂直刚度比。本发明的起落架垂向刚度比理论计算方法仅利用有限的已知布局设计参数，计算方法简捷，几何物理原理明晰，可快速准确得出飞机设计阶段的起落架垂向刚度比。

Description

一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法
技术领域
本发明属于飞机结构强度设计技术领域，尤其涉及一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法。
背景技术
飞机在起飞、着陆、滑行阶段，由于起落架触地时差、跑道表面凹凸不平，或飞行员姿态控制输入，均会诱发飞机的整体俯仰振荡。在进行此类飞机俯仰姿态的运动学/动力学分析计算时，一个重要的敏感参数是飞机起落架的垂向刚度比，即：前起落架垂向刚度与主起落架垂向刚度的比值。
在飞机生产交付之后，可以根据地面加载得到的实测数据，给出起落架垂向刚度比；但在飞机设计阶段，需要一种理论计算方法，得出飞机起落架垂向刚度比，以作为设计计算分析、软件环境仿真的关键输入参数。
发明内容
本发明的目的是旨在解决上述问题，通过有限的已知布局设计参数，提出一种起落架垂向刚度比的理论计算方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法，其包括：
第一：根据飞机总体布局设计参数，计算前起落架与主起落架的水平杠杆比χ，计算公式为：
第二：计算前起落架与主起落架的垂直载荷比η，计算公式为：
第三：计算前起落架与主起落架的垂直位移比ξ，计算公式为：
第四：计算前起落架与主起落架的垂直刚度比λ，计算公式为：
上式中，下角标n表示前起落架，m表示主起落架，a是飞机重心至前轮中心的水平距离，b是飞机重心至主轮中心的水平距离，F是起落架垂直载荷，S是起落架缓冲器结构行程，为起落架缓冲器行程折算系数，D是起落架轮胎直径，L是起落架机轮中心距地面的高度，δ是起落架轮胎压缩量，k是起落架垂直刚度。
进一步的，当起落架为支柱套筒式结构形式时，所述折算系数当起落架为摇臂式或半摇臂式结构形式时，所述折算系数
本发明的起落架垂向刚度比理论计算方法仅利用有限的已知布局设计参数，计算方法简捷，几何物理原理明晰，可快速准确得出飞机设计阶段的起落架垂向刚度比。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是飞机起落架垂向刚度比计算涉及的布局设计参数示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示为飞机起落架垂向刚度比计算涉及的布局设计参数示意图，已知某型飞机的布局设计参数如表1所示，：
表1
依据本发明的计算方法，根据上表各参数的对应赋值，可有：
首先，依据总体布局设计参数，计算前起落架与主起落架的水平杠杆比χ，其计算公式为：
然后，计算前起落架与主起落架的垂直载荷比η，公式为：
然后，计算前起落架与主起落架的垂直位移比ξ，公式为：
最后，计算前起落架与主起落架的垂直刚度比λ，公式为
式中，下角标n表示前起落架，m表示主起落架，a是飞机重心至前轮中心水平距离，a＝5200mm，b是飞机重心至主轮中心水平距离，b＝800mm；S是起落架缓冲器结构行程，Sn＝150mm，Sm＝400mm，为起落架缓冲器行程折算系数，D是起落架轮胎直径，Dn＝700mm，Dm＝1000mm；L是起落架机轮中心距地面的高度，Ln＝310mm，Lm＝420mm，δ是起落架轮胎压缩量δn＝40mm，δm＝80mm。
本发明的理论计算方法仅利用有限的已知布局设计参数，计算方法简捷，几何物理原理明晰，可快速准确的得出飞机设计阶段的起落架垂向刚度比，并且普适于民用飞机和军用飞机领域。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法，其特征在于，包括：
第一：根据飞机总体布局设计参数，计算前起落架与主起落架的水平杠杆比χ，计算公式为：
第二：计算前起落架与主起落架的垂直载荷比η，计算公式为：
<mrow> <mi>&amp;eta;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>F</mi> <mi>n</mi> </msub> <msub> <mi>F</mi> <mi>m</mi> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>3.5</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>&amp;chi;</mi> <mn>4</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>7.5</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>&amp;chi;</mi> <mn>3</mn> </msup> <mo>+</mo> <mn>4.5</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>&amp;chi;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mi>&amp;chi;</mi> </mrow> <mrow> <mn>1.5</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>&amp;chi;</mi> <mn>3</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mi>&amp;chi;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mi>&amp;chi;</mi> <mo>+</mo> <mn>0.8</mn> </mrow> </mfrac> </mrow>
第三：计算前起落架与主起落架的垂直位移比ξ，计算公式为：
第四：计算前起落架与主起落架的垂直刚度比λ，计算公式为：
上式中，下角标n表示前起落架，m表示主起落架，a是飞机重心至前轮中心的水平距离，b是飞机重心至主轮中心的水平距离，F是起落架垂直载荷，S是起落架缓冲器结构行程，为起落架缓冲器行程折算系数，D是起落架轮胎直径，L是起落架机轮中心距地面的高度，δ是起落架轮胎压缩量，k是起落架垂直刚度。
2.根据权利要求1所述的飞机起落架垂向刚度比的理论计算方法，其特征在于，当起落架为支柱套筒式结构形式时，所述折算系数当起落架为摇臂式或半摇臂式结构形式时，所述折算系数
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