CN114030592B - 一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，所述方法包括：根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点；计算着陆及地面载荷工况下，N个连接点的载荷计算结果；根据N个连接点的载荷计算结果，确定主起落架机上N个连接点所受载荷类型及传递路径；根据N个连接点所受载荷类型及传递路径，构建每个连接点对应的连接接头及机身连接结构。

Description

一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法
技术领域
本发明属于直升机主起落架舱结构强度设计领域，具体涉及一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法。
背景技术
直升机主起落架为外撇支柱式构型，可收放。两个主起落架对称布置在主起落架左右两侧，可朝机身对称面收放至起落架舱内。
常规主起落架机身承力结构为单独设计主起落架接头，并按照载荷传递路线将其安装于框梁交汇处。
由于该主起落架的运动行程较大，需要较大的运动空间。传统的起落架承力结构需要更多的部件和空间，不适合该收放型起落架的承力结构。且传统的接头与机身结构连接时对安装工序和精度有较高要求，且由于安装公差的存在，可能由于公差累计影响起落架收放。
发明内容
本申请提供一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，能够满足外撇支柱式可收放起落架的对空间的要求。在满足强度要求的情况下，由于减少单独设计起落架接头的数量，简化了结构及安装，避免了安装过程公差传递可能带来的起落架不能顺利安装的危险。
通过优化设计起落架承力结构，达到了减少结构部件，简化安装工序，解决了传统起落架承力结构部件数目多，生产周期长，安装精度要求高，公差传递容易导致起落架安装不上的问题，提供了外撇式可收放起落架承力结构的新型构建方法。
技术方案：本申请提供了一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，所述方法包括：
根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点；
计算着陆及地面载荷工况下，N个连接点的载荷计算结果；
根据N个连接点的载荷计算结果，确定主起落架机上N个连接点所受载荷类型及传递路径；
根据N个连接点所受载荷类型及传递路径，构建每个连接点对应的连接接头及机身连接结构。
具体的，根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点，具体包括：
主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱前框的交汇处为A1；
主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱后框的交汇处为A2；
主起落架下拉杆、主起落架舱前框和水平件的交汇处为B1；
主起落架下拉杆、主起落架舱后框和水平件的交汇处为B2；
主起落架前收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F1；
主起落架后收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F2。
具体的，位于连接点A1的接头载荷包含FA1x、FA1y、FA1z，其中航向载荷FA1x通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过前纵梁航向筋条扩散，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA1y通过接头传递于前框，由前框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
具体的，位于连接点A2的接头载荷包含FA2x、FA2y、FA2z，其中航向载荷FA2x通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过后纵梁航向筋条扩散，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA2y通过接头传递于后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA2z由通过接头传递于框梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
具体的，位于连接点B1的接头载荷包含FB1x、FB1y、FB1z，其中航向载荷FB1x通过接头传递至前纵梁，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB1y通过接头传递至前框与地板交汇处，由地板的剪流向重心处传递；垂向载荷FB1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
具体的，位于连接点B2的接头载荷包含FB2x、FB2y、FB2z，其中航向载荷FB2x通过接头传递至后纵梁，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB2y通过接头传递至后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FB2z通过接头传递于后框与后纵梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
具体的，位于连接点F1、F2的接头载荷均只包含侧向载荷Fy和垂向载荷Fz，其中侧向载荷FFy通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由地板腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FFz通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
具体的，每个连接点对应的连接接头采用拉伸角盒结构形式。
综上所述，本申请提供一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，通过优化设计起落架承力结构，达到了减少结构部件，简化安装工序，解决了传统起落架承力结构部件数目多，生产周期长，安装精度要求高，公差传递容易导致起落架安装不上的问题，提供外撇式可收放起落架承力结构的新型构建方法。
附图说明
图1为本申请提供的一种主起落架与机身结构连接点布局示意图；
图2为本申请提供的一种主起落架机身接头及承力结构示意图一；
图3为本申请提供的一种主起落架机身接头及承力结构示意图二。
具体实施方式
为满足某型直升机总体设计要求，需主起落架装置可收放，以减小飞行阻力。受限于直升机已确定的结构布置和气动外形，要求主起落架采用四边形构型、朝机身对称面收放的方式。
与主起落架连接的机身接头负责将主起载荷传递到机身结构上，是重要的传载结构。左、右主起落架的上摆臂、下连杆、双收放作动筒与机体结构各通过6个接头连接，与主起落架连接的机身接头负责将主起载荷传递到机体，是重要的传载结构。可收放主起落架承力结构既需要提供足够的支撑刚度，也需保障载荷合理传递与扩散，因此需对可收放式主起落架承力结构进行刚度、载荷传递路径设计。
本申请提供一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，包括：
步骤101：根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点；
具体的，主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱前框的交汇处为A1，主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱后框的交汇处为A2，主起落架下拉杆、主起落架舱前框和水平件的交汇处为B1，主起落架下拉杆、主起落架舱后框和水平件的交汇处为B2，主起落架前收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F1，主起落架后收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F2。
如图1所示，受限于直升机已确定的结构布置和气动外形，要求主起落架采用四边形构型、朝机身对称面收放的方式。主起落架的上摆臂、下拉杆和收放作动筒与机身结构连接，连接点布局设计过程如下：
(1)为满足左、右主起落架足够的横向跨距，保证直升机着陆后侧向稳定性，同时需适应主起落架舱结构空间，左(或右)主起落架上摆臂、下拉杆通过4个接头与主起落架舱结构连接，接头位于前后框、梁和水平件连接交汇处，定义4个连接点分别为A1、A2、B1、B2；
(2)为避免收放作动筒与收起后的主起落架缓冲支柱发生结构干涉，同时考虑避免产生附加力矩，主起落架采用2根收放作动筒，主起落架收放作动筒通过2个接头与主起落架舱结构连接，定义2个连接点分别为F1、F2。
步骤102：计算着陆及地面载荷工况下，N个连接点的载荷计算结果；
如图2所示，依据着陆及地面载荷工况下主起落架与机身连接点载荷计算结果(如表1－表3)。
表1连接点A1、A2受载严重工况及载荷
表2连接点B1、B2受载严重工况及载荷
表3连接点F1、F2受载严重工况及载荷
步骤103：根据N个连接点的载荷计算结果，确定主起落架机上N个连接点所受载荷类型及传递路径；
其中，坐标系为笛卡尔坐标系，X轴取逆航向为正，Y轴顺航向右侧为正，Z轴垂直于X轴、Y轴，向上为正。
具体过程如下：
(1)位于连接点A1的接头载荷包含FA1x、FA1y、FA1z，其中航向载荷FA1x通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过前纵梁航向筋条扩散，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA1y通过接头传递于前框，由前框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
(2)位于连接点A2的接头载荷包含FA2x、FA2y、FA2z，其中航向载荷FA2x通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过后纵梁航向筋条扩散，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA2y通过接头传递于后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA2z由通过接头传递于框梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
(3)位于连接点B1的接头载荷包含FB1x、FB1y、FB1z，其中航向载荷FB1x通过接头传递至前纵梁，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB1y通过接头传递至前框与地板交汇处，由地板的剪流向重心处传递；垂向载荷FB1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
(4)位于连接点B2的接头载荷包含FB2x、FB2y、FB2z，其中航向载荷FB2x通过接头传递至后纵梁，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB2y通过接头传递至后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FB2z通过接头传递于后框与后纵梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
(5)位于连接点F1、F2的接头载荷只包含侧向载荷FFy和垂向载荷FFz，其中侧向载荷FFy通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由地板腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FFz通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
步骤104：根据N个连接点所受载荷类型及传递路径，构建每个连接点对应的连接接头及机身连接结构。
本发明关键点：
[1]位于连接点A1、B1处的接头与前后框之间的纵梁为整体机加结构，位于连接点A2、B2处接头为独立机加结构，简化了机身结构装配难度，避免4个独立接头与框梁装配时产生的累积误差所导致的主起落架无法安装的问题。
[2]与主起落架机上接头连接结构采用拉伸角盒结构形式，使连接点的大载荷合理扩散。
[3]可收放起落架机上连接接头及承力结构设计过程和强度分析方法。
综上所述，本申请提供一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，通过优化设计起落架承力结构，达到了减少结构部件，简化安装工序，解决了传统起落架承力结构部件数目多，生产周期长，安装精度要求高，公差传递容易导致起落架安装不上的问题，提供了外撇式可收放起落架承力结构的新型构建方法。

Claims (6)

1.一种直升机可收放主起落架承力结构的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点；
计算着陆及地面载荷工况下，N个连接点的载荷计算结果；
根据N个连接点的载荷计算结果，确定主起落架机上N个连接点所受载荷类型及传递路径；
根据N个连接点所受载荷类型及传递路径，构建每个连接点对应的连接接头及机身连接结构；
根据主起落架上摆臂、下拉杆与主起落架舱结构的交汇处，以及主起落架收放作动筒与主起落架舱结构的交汇处，确定N个连接点，具体包括：
主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱前框的交汇处为A1；
主起落架上摆臂、前纵梁与主起落架舱后框的交汇处为A2；
主起落架下拉杆、主起落架舱前框和水平件的交汇处为B1；
主起落架下拉杆、主起落架舱后框和水平件的交汇处为B2；
主起落架前收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F1；
主起落架后收放作动筒与主起落架前纵梁的交汇处为F2；
位于连接点A1的接头载荷包含FA1x、FA1y、FA1z，其中航向载荷通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过前纵梁航向筋条扩散，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA1y通过接头传递于前框，由前框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，位于连接点A2的接头载荷包含FA2x、FA2y、FA2z，其中航向载荷FA2x通过上摆臂挤压机身接头耳片传递且不产生附加力矩，通过后纵梁航向筋条扩散，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FA2y通过接头传递于后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FA2z由通过接头传递于框梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，位于连接点B1的接头载荷包含FB1x、FB1y、FB1z，其中航向载荷FB1x通过接头传递至前纵梁，由前纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB1y通过接头传递至前框与地板交汇处，由地板的剪流向重心处传递；垂向载荷FB1z由通过接头传递于前框与前纵梁交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，位于连接点B2的接头载荷包含FB2x、FB2y、FB2z，其中航向载荷FB2x通过接头传递至后纵梁，由后纵梁腹板剪流向重心处传递；侧向载荷FB2y通过接头传递至后框，由后框腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FB2z通过接头传递于后框与后纵梁交汇处，由后纵梁腹板剪流向重心处传递。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，位于连接点F1、F2的接头载荷均只包含侧向载荷FFy和垂向载荷FFz，其中侧向载荷FFy通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由地板腹板剪流向重心处传递；垂向载荷FFz通过接头传递至前纵梁与地板交汇处，由前纵梁腹板剪流向重心处传递。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，每个连接点对应的连接接头采用拉伸角盒结构形式。
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