[发明专利]一种起落架缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及飞机起落架缓冲器设计领域。

技术背景

起落架是提供飞机用以起飞、着陆、滑跑和停放的专门装置，其主要功用是承受飞机与地面接触时产生的静载荷和动载荷，防止飞机结构发生破坏。起落架主要依靠缓冲器在着陆冲击和在不平跑道上运动时降低冲击载荷。

起落架缓冲性能设计是起落架设计的核心问题之一，起落架缓冲性能的好坏主要依赖于缓冲器的设计是否合理，而缓冲器设计参数的恰当与否，对缓冲性能有着决定性的影响。

在起落架初步设计阶段，技术人员普遍采用起落架行业内部的设计手册进行缓冲器参数设计，文献《Aircraft Landing Gear Design：Principles and Practices》和《飞机起落架强度设计指南》给出了缓冲器参数设计的公式，但是在实际生产活动中，理论值往往和试验值有一定的差距，给工程技术人员增添了不少的困难。

近年来，有学者从生产实际出发，对设计准则中理论值和试验值之间的差距进行了研究，提出了一些有益的观点。文献《飞机装载状态对机轮载荷和起降安全性影响的定量分析》发现在对某型飞机进行称重时，发现几个典型装载状态实际测量得到的机轮载荷总是与理论值相差较大，二者差值超出了测量误差范围，进一步分析得到的结论是传统的前起落架和主起落架载荷的理论计算方法存在缺陷，表现在(1)前起落架和主起落架在全伸长状态下的飞机水平基准线并不一定平行于地面；(2)起落架压缩会造成参考坐标系内的飞机重心坐标发生变化，采用了停机压缩后的重心坐标进行了起落架载荷计算，取得了一定的进步。然而，在关键的步骤如何从全伸长重心坐标C1到新的停机压缩重心坐标C2文献中未详细介绍，使得相关技术人员难以实施。而且，文献作者从事的是飞机载荷测量的工作，只关注了起落架载荷的问题，在文献中未从起落架初步设计阶段轮胎选择问题这个角度来考虑起落架载荷设计计算问题。

文献《起落架油气式减震器性能设计的探讨》发现在设计手册的公式中，两种传统的起落架缓冲器参数设计准则都是把气室初始容积作为结果参数，而将最大动态压缩曲线作为一种伴随存在的自然结果参与设计的，因此，其在形式上尽管不尽一致，但本质上是相同的。存在的问题是当减震器接近最大压缩状态时，由于弹性非常弱，往往难以为预期的设计结果凑出一个合适的最大动压缩载荷点，并使其最大行程和最大动压缩载荷同时满足具体结构和最大(限制)载荷系数的设计要求，所以无法为建立一条满意的最大动态压缩曲线提供充分的设计依据。采用了缓冲器最大载荷和最大功量的设计要求，从建立一条气室最大动态压缩曲线开始和展开设计的，称为最大载荷法则的方法。其设计过程是：由气室容积推出最大动压缩曲线，再推出静态压缩曲线和使用动态压缩曲线。然而，文献只关注了缓冲器在使用功和最大功下参数设计的问题，没有涉及到起落架载荷分配的问题。而且，对于一般陆基飞机在着陆设计重量下，下沉速度3m/s的规定，是在总结国内外规范和国内外大量实测结果的基础上给出的。它具有99.9％的可靠性及95％的置信度。最大功只是飞机在小概率粗暴着陆情况下，飞机设计人员从可靠性和安全性的角度给出的工况。如果按照文献中缓冲器最大载荷和最大功量的设计要求的方法进行设计，问题在于缓冲器性能不能得到充分的发挥，增加了起落架缓冲器的结构重量，这在飞机设计领域尤其是民用飞机设计领域是难以接受的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能充分发挥缓冲器性能并在此基础上降低缓冲器结构质量的起落架缓冲器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种起落架缓冲器，包括以下设计参数，活塞面积A、全伸长体积V₁、全伸长压力p₁，停机压力p₂、停机体积V₂、全压缩压力p₃、全压缩体积V₃、停机压缩量S_st、使用行程S_use、最大行程S_max、油孔面积A_ori，上述参数按照如下步骤得出：

1)、根据起落架总体设计人员给出的起落架尺寸参数和飞机总体设计人员给出的重心参数确定飞机前起落架和飞机主起落架在全伸长状态下的示意图，计算主起落架每个支柱最大停机载荷F_{stand_main_max}，前起落架最大停机载荷F_{stand_nose_max}和前起落架最小停机载荷Fstand_nose_min