飞机起落架模型建立及着陆性能仿真分析

起落架设计是飞机设计中一个非常重要的环节。起落架的主要功能就是起支撑和缓冲作用，来改善飞机的垂直方向和纵向的受力情况，起落架在飞机起飞滑跑、着陆接地和地面运动时应能承受较大的运动载荷并减缓这种撞击，以便提高乘坐舒适性和安全性。因此起落架设计包括的内容多，涉及的范围广，是一个极其复杂的过程，无论在理论上还是工程上都需要进一步研究。运用仿真技术分析飞机起落架的动态特性，对于降低飞机研发成本，提高飞机性能具有十分重要的工程意义。 本文首先建立了飞机起落架系统的数学模型，研究起落架动态模型的基本假设，并按照此种模型的基本假设和系统的微分方程写出了起落架着陆运动方程，由数学模型解算出缓冲支柱点的轴向力、空气弹簧力、油液阻尼力、内部摩擦力、轮胎垂直反力和轮胎水平反力等缓冲系统分力，并分析了起落架系统的动态特性；其次，基于Visual C++软件，采用模块化结构的设计思想，开发了飞起落架系统的三维仿真软件。应用此软件模拟了真实飞机起着陆时起落架的工作情况，进行了飞机起落架落震仿真及着陆仿真，分别得到了主起落架和前起落架的动态响应曲线。 仿真结果表明，缓冲支柱在机轮撞击地后迅速压缩，经过两秒左右达到最大值，之后缓冲支柱开始往复运动，趋势逐渐减弱直至最终稳定，支柱功量图曲线的包络面积是否饱满反映了起落架系统效率的高低，前起落架和主起落架的工作原理基本一致，但是与主起落架相比较，前起落架所吸收的冲击能量要小得多。研究结果对飞机起落架的动力学分析和设计具有重要的实际意义和工程参考价值。