舰载飞机起落架装配关键技术研究及应用
发布时间：2020-08-01 07:15
【摘要】：起落架是飞机关键部件之一,是飞机中重要的承力部件,在启动、滑跑及落地过程中肩负着飞机安全的使命。在飞机研制及批产过程中,起落架拆装流程是飞机装配的重要工艺组成,拆装过程的顺利与否直接影响飞机整体装配质量及交付进度。对其深入研究具有重要的理论意义和工程应用价值。根据我国新型战机和航天飞机生产与研制的迫切需要,对起落架装配工艺关键技术进行了研究,研究了新一代先进的起落架辅助装配系统。基于AGV设计了车载控制系统、驱动系统、安全辅助系统,根据现场的特点及施工环境,选用了磁带引导的模式,分析了全局路径规划方法和局部路径规划方法,开展了带高级策略的蚁群算法的研究。控制起落架空间运动效果是影响装配质量的关键因素。本次研究对六自由度平台的主要结构关键参数进行了优化选择。对控制系统的逻辑结构及主要组成部件进行了简单介绍。针对“工控机+运动控制卡”的控制模式设计了相应的强电电路和弱电电路。以Visual C++编程语言为工具,开发了系统的软件界面和主要功能模块。为飞机起落架装配工艺技术提供了适合的设备选择、工艺方法;为设备研制、装配工艺技术研究解决提供了良好的理论依据和必要的技术指导。对起落架装配质量的主要影响因素进行了分析,利用MATLAB的simulink模块对前面用到的运动学反解算法进行了仿真验证。对蚁群算法在多AGV调度问题上开展了应用研究。建立了VRP问题以及多AGV调度的数学模型,并用蚁群算法进行了仿真实验。根据本文研究的结果设计制造了起落架装配架车,适用于航空领域内所有型号飞机的装配工作,达到了飞机现场装配要求填补了国内在该领域内的技术空白,并且在现场进行了大量的工艺试验,完成了相应的技术验证、评审和验收。该设备已在我国重点型号飞机生产线上进行了实验及现场应用。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V271.492
【图文】：
1.2 国内外研究现状1.2.1 起落架装配技术我国自上世纪 90 年代起，引进俄制系列飞机生产线，多年间数次列飞机的关键及重要生产及装配技术，不但使其实现了完全国产化，众多具有知识产权的生产及装配技术。但也应该看到，在工业技术日今天，仍然有许多装配技术亟需改进，其中起落架的精准装配技术显出。目前，在国内飞机起落架安装工艺中主要采用有钢索吊挂装配、和吊车装配三种连接方式。（1）钢索吊挂装配 该方式采用钢索吊装，结构简单，附件少，拆卸便捷，缺点是需要在机身上方架有绞盘机构，易对飞机造成机械痕，且绞盘机绞轮时需要控制好速度，且在安装时需要人工将起落架大钢索在摆动过程中容易造成机身孔的磨损合钢索断裂，容易造成人员一直困扰总装现场飞机的生产。如图 1-1 所示。
安装在飞机轮舱内，装配空间狭小，操作环境属于半封闭空间。因此只能采用钢索吊装的装配形式进行安装。如图 1-2 所示。图1-2 钢索吊装方式示意简图1.2.2 国内外苏系列飞机起落架装配技术现状相比较于国内各飞机制造商起落架装配技术而言，SU 系列飞机具有其装配工艺的独特性，作为一系列的重型战机，其中还包括海基飞机，起落架相比其他型战机要大一些，而该系列飞机起落架交点空间又相对较小，且采用 45°左右的斜撑装配形式，这对于起落架装配工艺而言，具有相当大的难度。仅从装配技术上而言，在军机制造中，我们的新型起落架安装设备，在国内处于领先位置，其所采用的 AGV 伺服驱动系统，气压平衡技术，六自由度技术，在国内都是首屈一指的。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第 2 章 AGV 控制单元及导航算法优化设计2.1 AGV 特点AGV 是由车体及机械装置组成，通过电气与机械的相结合达到适应性能[12]，车体需要保承载起落架的重量，所以必须有足够的强度，车辆重心必须足够低，车体重量尽量要轻便，车体内外廓要满足施工空间的狭窄[13]。为了保证起落架装配的需求及进度，AGV 整体尺寸设计为 2750mm*1100mm*3600mm(L*W*H)，车体重量不超过 3000kg，整体结构优先考虑钢制结构，支撑采用钢制螺旋下压式固定底座，轮子采用麦克纳姆轮。除 AGV 车体以外的其他的电气、液压等辅助系统直接影响 AGV 车的驱动和转向。AGV 车体重心离地面约 500mm，抗倾翻较强。其外形如下图 2-1。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V271.492
【图文】：
1.2 国内外研究现状1.2.1 起落架装配技术我国自上世纪 90 年代起，引进俄制系列飞机生产线，多年间数次列飞机的关键及重要生产及装配技术，不但使其实现了完全国产化，众多具有知识产权的生产及装配技术。但也应该看到，在工业技术日今天，仍然有许多装配技术亟需改进，其中起落架的精准装配技术显出。目前，在国内飞机起落架安装工艺中主要采用有钢索吊挂装配、和吊车装配三种连接方式。（1）钢索吊挂装配 该方式采用钢索吊装，结构简单，附件少，拆卸便捷，缺点是需要在机身上方架有绞盘机构，易对飞机造成机械痕，且绞盘机绞轮时需要控制好速度，且在安装时需要人工将起落架大钢索在摆动过程中容易造成机身孔的磨损合钢索断裂，容易造成人员一直困扰总装现场飞机的生产。如图 1-1 所示。
安装在飞机轮舱内，装配空间狭小，操作环境属于半封闭空间。因此只能采用钢索吊装的装配形式进行安装。如图 1-2 所示。图1-2 钢索吊装方式示意简图1.2.2 国内外苏系列飞机起落架装配技术现状相比较于国内各飞机制造商起落架装配技术而言，SU 系列飞机具有其装配工艺的独特性，作为一系列的重型战机，其中还包括海基飞机，起落架相比其他型战机要大一些，而该系列飞机起落架交点空间又相对较小，且采用 45°左右的斜撑装配形式，这对于起落架装配工艺而言，具有相当大的难度。仅从装配技术上而言，在军机制造中，我们的新型起落架安装设备，在国内处于领先位置，其所采用的 AGV 伺服驱动系统，气压平衡技术，六自由度技术，在国内都是首屈一指的。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第 2 章 AGV 控制单元及导航算法优化设计2.1 AGV 特点AGV 是由车体及机械装置组成，通过电气与机械的相结合达到适应性能[12]，车体需要保承载起落架的重量，所以必须有足够的强度，车辆重心必须足够低，车体重量尽量要轻便，车体内外廓要满足施工空间的狭窄[13]。为了保证起落架装配的需求及进度，AGV 整体尺寸设计为 2750mm*1100mm*3600mm(L*W*H)，车体重量不超过 3000kg，整体结构优先考虑钢制结构，支撑采用钢制螺旋下压式固定底座，轮子采用麦克纳姆轮。除 AGV 车体以外的其他的电气、液压等辅助系统直接影响 AGV 车的驱动和转向。AGV 车体重心离地面约 500mm，抗倾翻较强。其外形如下图 2-1。
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本文编号：2777145
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