湿滑跑道飞机侧风着陆滑行安全研究

发布时间：2022-01-19 10:37

　　湿滑道面和侧风是飞机着陆滑行过程中导致偏出跑道事故的重要原因,当两种因素同时发生时可能出现“1+1>2”的耦合风险,因此研究湿滑跑道上飞机侧风着陆滑行的安全问题,对于跑道安全事故的防范具有重要意义。本文以飞机在侧风中着陆滑行时轮胎与道面相互作用机理为切入点,建立侧风条件下湿滑污染道面上飞机轮胎-道面相互作用模型,进一步对侧风与湿滑道面耦合作用下整架飞机受力情况和运动规律展开研究,具体研究内容如下:1)从飞机侧风着陆滑行时受力状态和运动趋势入手,引入侧偏轮胎-湿滑道面相互作用理论模型,推导飞机滑行过程中轮胎所受侧偏力表达式,获得侧风状态下飞机轮胎-湿滑道面相互作用主要影响因素。2)采用ABAQUS建立基于CEL算法的侧偏轮胎-湿滑道面相互作用模型,分析了侧偏轮胎接地面积、接触应力、道面支撑力分布,对比干、湿道面条件下侧偏轮胎接地特征,基于理论分析结果对轮胎侧向力系数和道面支撑力展开多工况分析。3)在数值仿真结果的基础上,建立了湿滑道面的侧向摩擦性能模型。4)以整体飞机为分析对象,展开动力学分析,利用MATLAB/Simulink模块进行仿真计算,获得湿滑道面上飞机侧风着陆滑行过程偏... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

偏出跑道事故

技术路线

中国民航大学硕士学位论文13()222=awdyvvv+v（2.1）图2-1侧风作用下飞机运动分析没有侧风作用时正常着陆的飞机将沿跑道中心线行驶，空速方向与机身对称轴重合，有侧风作用时将打破飞机原有平衡，飞机空速方向与机身对称轴形成一个夹角，称为侧滑角，见图2-1，飞机将受到作用于机身的侧向作用力和使机头发生偏转的力矩。为了方便描述飞机在侧风条件下运行时的受力情况，引入气流坐标系()aaaaSOxyz。气流坐标系()aaaaSOxyz固连在飞机上，以飞机质心为原点O，ax轴指向飞机空速方向，az轴在机身平面内垂直于ax轴指向下，ay轴方向符合右手定则，见图2-1。作用于飞机的空气动力的合力矢量在气流坐标系ay轴正方向分量就是侧风风力Y，空气动力的合力矩在气流坐标系内绕az轴的分量为偏航力矩Q，根据空气动力学方程得到的：侧风风力Y：()2=1/2YaYCvS（2.2）偏航力矩Q：()2=12QaQCvSb（2.3）其中，YC为飞机侧风风力系数，无量纲；QC为偏航力矩系数，无量纲；为空气密度，取1.2933kg/m；S为机翼面积，单位2m；av为飞机空速大小，单位m/s；b为机翼展长，单位为m。将式（2.1）分别代入式（2.2）、式（2.3），得到考虑道面作用的侧风风力Y和偏航力矩Q为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于轮胎侧偏刚度估计的路面附着条件辨识[J]. 林棻,张华达,赵又群,张会琪.  华南理工大学学报(自然科学版). 2019(11)
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[3]基于数字虚拟飞行的民机侧风着陆地面航向操稳特性评估[J]. 刘海良,王立新.  北京航空航天大学学报. 2018(03)
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[5]UniTire统一轮胎模型[J]. 郭孔辉.  机械工程学报. 2016(12)
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[7]复杂花纹子午线轮胎水滑特性仿真研究[J]. 王长建,臧孟炎.  橡胶工业. 2011(10)
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[9]冰面上轮胎稳态侧偏刷子模型[J]. 郭孔辉,吴海东,卢荡.  吉林大学学报(工学版). 2007(02)
[10]飞机起落架数学模型的研究[J]. 徐冬苓,李玉忍.  系统仿真学报. 2005(04)

博士论文
[1]基于历史数据的中国民航跑道安全管理关键问题研究[D]. 霍志勤.南京航空航天大学 2012



本文编号：3596702