[发明专利]飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种气动载荷模拟装置，特别涉及一种飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置。

背景技术

    为改善飞机飞行中的空气动力，现代的飞机普遍设计为可收放的起落架，在空中飞行时将起落架收起在机身或机翼内部，在起飞、降落过程中将起落架放下承受地面载荷。因此，飞机在空中飞行时需要完成起落架的收起和放下动作。由于空气阻力的影响，起落架在收放时会受到气动力的影响，该气动力水平均匀分布于起落架上，影响起落架撑杆作动筒与上位锁的收放功能。因此，在飞机起落架设计研发阶段，需要气动载荷模拟装置对其进行收放试验以模拟起落架的正常使用情况。 

目前，在起落架收放试验中，气动载荷的模拟加载一直是试验的难点，其难度在于需要随时保证气动载荷的水平方向并模拟载荷的大小，发达国家对于起落架收放系统的研究比较成熟，普遍采用起落架现代设计技术，将飞机起落架安装于风洞之中进行起飞、降落的模拟试验，此试验方法较为接近起落架真实使用情况，试验结果准确可靠，但试验耗资巨大，且建设周期过长，不宜在短时间内进行。

国内对于起落架收放试验的研究一般在无风洞条件下进行。由于起落架在真实收放过程中受到的力为一个分布力系，在试验中模拟极为困难，因此普遍将该分布力系进行简化，应用铰链力矩等效原理将该气动载荷简化为一个或几个集中力来施加于起落架上。根据试验装置的不同主要分为以下两中：

(a) 液压伺服作动筒加载方案

该方案结构较为简单，负载模拟的跟踪性能较好，但其不足之处在于对液压作动筒的要求较高。第一，对作动筒尺寸要求较大，作动筒过小无法提供足够的行程用于起落架的收放，作动筒过大安装可能产生干涉；第二，需要建设一整套完备的液压伺服控制系统，试验周期较长，投入较大。

(b) 质量块-凸轮-滑轨加载方案

该方案气动载荷较为接近真实情况，载荷方向性好，但其不足之处有如下几点：第一，结构设计较为复杂，钢丝绳数量过多导致易与起落架产生干涉；第二，根据起落架上气动载荷的大小只能设计唯一的凸轮形状与之对应，对应于某些载荷工况可能无法设计出相应的凸轮来满足其加载要求；第三，加载中质量块随着起落架的收放会产生晃动，存在一定的安全隐患。

因此，针对目前国内外飞机起落架收放试验所需的气动载荷模拟装置的不足，很有必要在现有技术的基础之上，设计一种能完成模拟飞机起落架收放试验的气动载荷模拟装置。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理、自动化程度高、操作方便，能准确控制气动载荷大小和方向，用于模拟飞机起落架收放的气动载荷模拟装置。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为：

一种飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置，它包括:试验台架、起落架、连接在起落架上的撑杆作动筒、支撑架、气动载荷跟随装置与气动载荷模拟装置，所述的气动载荷跟随装置包括安装在支撑架上的滚珠丝杆、安装在滚珠丝杆上的螺母、一号伺服电机、升降台、角度传感器，其中滚珠丝杆下端安装有联轴器并与伺服电机输出轴连接，升降台固定安装于螺母上，随螺母做升降运动；所述的气动载荷模拟装置包括两套加载机构，每一套加载机构均包括二号伺服电机、减速器、圆盘、钢丝绳，所述的二号伺服电机安装于减速器上，减速器固定安装在升降台上，圆盘安装在减速器的输出端上，钢丝绳一端绕在圆盘上，钢丝绳的另一端连接到起落架上。

本发明提供的伺服电机气动载荷模拟装置，模拟试验过程中，起落架所受的气动载荷由气动载荷模拟装置提供，起落架所受的气动载荷方向由气动载荷跟随装置控制。

作为优选方案，以上所述的飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置，所述的滚珠丝杆的上端通过法兰盘固定在槽钢架上。所述的槽钢架前端与试验台架焊接为一体，可避免试验过程中支撑架的抖动影响试验精度。

作为优选方案，以上所述的飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置，所述的支撑座上安装有4个导轨支座，4个导轨的下端分别安装在4个导轨支座上，4个导轨的上端分别穿过升降台后由螺母连接到槽钢架上；作为进一步的优选方案，所述的导轨支座上部安置有用于缓冲升降台的弹簧，且所述的升降台上还安装有4个直线法兰轴承，4个导轨穿过升降台后再分别穿过直线法兰轴承。安装有4个导轨后当升降台随着滚珠丝杆做升降运动时可以保证升降台始终保持水平状态，从而可以控制好气动载荷的大小和方向。