某飞机主起落架电控应急开锁系统技术研究

发布时间：2020-07-14 03:34

【摘要】：飞机通常设有双套液压系统源以保障起落架实现正常收放,因此起落架应急放系统是保障飞机安全着陆的最后堡垒。随着多电技术在飞机系统中不断发展,起落架应急放系统技术也得到大幅推进,全电应急放相比于传统机械类应急放有着可靠性、易检性等方面优势。国外电传操纵技术已相当成熟,且在很多机型中应用,然而国内技术水平相比于国外先进技术还有较大差距,因此本文针对全电应急放系统展开研究,以某飞机起落架上位锁机构为例,设计一套全电应急放系统,并进行试验验证,为我国起落架全电应急放系统提供了重要技术储备。本文首先对国内外典型起落架应急放系统进行了归纳整理,对比分析了四种应急开锁系统优缺点,重点研究了全电应急放系统设计的关键技术。以某型飞机主起落架上位锁机构为研究对象,充分考虑其空间边界条件、安全性等方面因素设计了一套电控应急开锁作动器。运用CATIA建模平台建立了数字样机,并基于其工作原理设计了一套多余度电控系统。基于LMS Imagine.Lab AMESim及LMS Virtual.Lab Motion的联合仿真分析平台建立了应急放机械动力和电作动控制系统的联合仿真模型,并研究了电作动不同制动方式对应急开锁性能的影响。在理论设计与分析的基础上,搭建全电应急放的实体样机和控制系统平台,并通过试验验证了其作动功能。最后,针对起落架全电应急开锁系统,研究了故障模式及影响分析(简称FMECA),并通过建立起落架应急开锁系统故障树(简称FTA)模型,计算出顶事件失效概率以验证应急开锁系统是否满足安全性要求。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V226
【图文】：

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图 1. 1 论文组织框架本文的主要内容具体安排为：第一章，绪论。详细介绍了本课题的研究背景、意义以及研究现状，对国内外的起落架应急开锁技术、电作动技术、虚拟仿真技术、FMECA 及故障树研究等方面，做了一定的综述；第二章，典型起落架应急开锁系统汇总分析。本章详细的分析了几种国内外典型起落架应急开锁系统，根据起落架应急放时驱动方式的不同对起落架应急开锁进行分类汇总，对各类起落架应急开锁方式的驱动原理、适用范围及优缺点进行归类整理；第三章，针对某飞机起落架上位锁机构，在理论分析的基础上，对该上位锁机构进行分析，根据该型飞机主起落架的空间边界条件、载荷边界条件、可靠性、安全性以及上位锁机构的复杂程度等多方面角度的考虑，设计一套电控应急放开锁作动方案，在保证该电控作动筒具备开锁和复位功能的前提下，给出相应的电控应急开锁作动筒控制系统设计方案；第四章，针对起落架应急开锁系统进行联合仿真分析。对设计的一套电控应急开锁方案运用联合仿真技术，将动力学模型与电控系统模型联合仿真分析，分析不同制动方式对应急开锁性能的影响，充分评估应急开锁系统的性能，在理论设计与分析的基础上，搭建全电应急放的实体样机和控制系统平台，并通过试验验证了其作动功能；

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急开锁系统设计采用多种驱动方式，如电液混合作动、全电作动、电磁作动（Electro Mechanical Actuator，简称 EMA）的架构将成为今后起落架应急放虽然该结构类型的成本会有所增加，但是其控制方式简单便捷。且用电缆代使系统在机身内的布置变得非常灵活方便，整个系统的重量大大降低，它代的发展方向，未来将逐步取代机械式应急解锁系统。详细的分析了几种国内外典型起落架应急开锁系统，根据起落架应急放时驱落架应急开锁分为机械式应急开锁系统、电液混合式应急开锁系统、电爆式控式应急开锁系统四大类，并根据电控应急开锁的传动方式不同，将其分为杠直线传动两大类。对各类应急开锁方式的驱动原理、适用范围及优缺点进选择确定一种起落架应急开锁方案，并以此为基础进行设计研究。械式应急开锁系统式应急开锁系统在传统民用飞机中的应用较为常见，典型的机械应急开锁系机械解锁、旁通阀释压[4]。该系统的联动部件包括起落架上位锁、滑轮、压力阀等部分，并且该系统与液压作动的正常收放系统相互独立。机械式应急开.1 所示。

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某飞机主起落架电控应急开锁系统技术研究737 起落架应急开锁系统时机械式应急开锁系统的一种典型实例，其系统原理如图应急放系统由 3 个拉杆来操作。当应急开锁时，手动放下手柄，驱动 3 个拉杆来释放上位锁进行应急放操作。

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