直升机自适应性机器起落架设计与分析
发布时间：2021-12-16 16:25
直升机由于其自身独特的灵活性好、机动性强、隐蔽性高、活动领域广和能够垂直起降等特点,因此直升机在作战、救援、勘探、旅游等领域得到广泛应用。虽然直升机有前面叙述的这些优点,但是降落时对地面的要求很高,因为目前世界上的直升机在着陆时大多需要稳定平坦的地面,在复杂地形下执行任务时,多是进行悬停输降人员或空投物资,这就可能对人员或物资造成伤害,若紧急降落,则可能给直升机带来不可逆的伤害。因此为了解决直升机在复杂地面降落难得问题,本文设计了一种能够在复杂地形降落的直升机自适应性机器起落架,主要研究工作及结论如下:首先,根据直升机降落要求,选择了能更好适应地形的四点式起落架布局形式;设计了一种能够自适应地形的四腿铰链式结构的起落架;设计了起落架系统的液压回路并给出了缓冲系统的参数。然后,根据直升机自适应性机器起落架的机械结构及液压系统,对直升机起落架进行了正逆运动学分析,并根据正运动学分析,利用蒙特卡洛方法分析了单支腿的工作空间;构建了直升机机体动力学模型,利用拉格朗日法建立了起落架单腿的动力学模型,并分析了起落架系统的动力学特性;给出了缓冲阶段的阻尼力模型和地面接触力模型。最后,根据直升机降落的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桁架式
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-现直升机支撑为主要目的，不免出现设计生硬的现象。考虑到直升机起飞、着陆和地面停留时的各向稳定性，便以四轮桁架结构形式的起落架作为早期使用最广的起落架形式。大部分第一代、部分第二代以及少量三代直升机的起落架为此结构形式，如：我国的直-5，前苏联米-4等直升机均采用这种形式的起落架。a）我国的直五型直升机b）四轮桁架式起落架结构形式图1-1桁架式起落架及其应用1.3.1.2三点支柱式起落架随着人类技术水平的提高，直升机的自身的性能得到提高，起落架的要求也随之提高，此阶段三点式的起落架逐步取代四轮桁架式起落架，由于此阶段对起落架减震缓冲性能提出了更高的要求，因此三点支柱式起落架应运而生，如图1-2b）所示，成为了大部分第二代直升机和第三代直升机的主要应用对象，例如：我国的直-9如图1-2a）所示，美国S-55，苏联米-6，米-17等直升机均采用这种形式的起落架。a）中国直九b）支柱式起落架结构形式图1-2支柱式起落架及其应用
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-1.3.1.3摇臂式起落架高效费比具有抗坠性能的摇臂式起落架摇臂式起落架比三点支柱式起落架使直升机在缓冲性能上得到了大幅提升，摇臂式起落架由于其自身结构特点即机轮通过摇臂与缓冲器的相连，如图1-3b）所示，使此连接形式的缓冲器只承受轴向力，不会承受横向弯矩，因此缓冲器的密封性能得到了保证，并且克服了支柱式起落架既承受轴向力又承受弯矩的缺点。摇臂式起落架在第三代直升机上开始出现，大部分第四代直升机基本采用这种起落架，同时作为第四代直升机的重要特征之一。例如：我国的武直-10，如图1-3a）所示，RAH-66，EH101等直升机均采用这种形式的起落架。a）中国武直10b）摇臂式起落架结构形式图1-3摇臂式起落架及其应用1.3.2国内外自适应起落架研究现状由直升机起落架发展的历程，我们可以看出目前的起落架已经能够满足承载载荷、减震缓冲、抗坠毁等起落架的基本要求，但对于地形适应能力都有所欠缺，所以直升机起落架日后势必会往起落架地形适应能力上发展。目前国内外已经有了对能够适应复杂地形的起落架的研究，但都处于初级阶段，能体现最新研究成果的是美国所研究的实验起落架在一架无人直升机上进行了试验。其他一些国家基本还处在理论研究或是试验研究阶段，并没有成熟的技术或是实物公布出来。1.3.2.1国外自适应起落架研究现状就有自适应能力的起落架而言，目前国外仅有四个国家在自适应起落架方面做了研究，分别是佐治亚理工学院（与DARPA合作的MissionAdaptiveRotor（MAR）项目）、英国爱丁堡纳皮尔大学、俄罗斯。（1）自适应机器人起落架2015年佐治亚理工学院根据DARPA的
【参考文献】：
期刊论文
[1]串联双腔起落架缓冲器等效刚度阻尼特性分析[J]. 崔璐,魏小辉,丁勇为,黎永平. 机械设计与制造. 2019(01)
[2]基于CATIA二次开发的直升机燃油重心计算及应用[J]. 蒋辉,赵辉,王庆. 装备制造技术. 2018(10)
[3]无人机起落架地形自适应系统设计[J]. 张伟哲,卢晓斐,付嘉舜,赵婧宇. 科技创新与应用. 2018(22)
[4]倾转旋翼机重心对平衡稳定性的影响分析[J]. 孙敏,孙强,仲唯贵,朱清华. 直升机技术. 2016(04)
[5]基于迭代算法的直升机起落架总体布局参数设计[J]. 杨俊,黄钦儿,贾玉红. 直升机技术. 2016(04)
[6]基于仿生的适于特殊地形的直升机起落架设计[J]. 王晓晖,南英. 飞机设计. 2014(04)
[7]高性能液压驱动四足机器人SCalf的设计与实现[J]. 柴汇,孟健,荣学文,李贻斌. 机器人. 2014(04)
[8]发射装置冲击振动的液压系统变阻尼控制[J]. 徐振钦,冯勇,于存贵. 机床与液压. 2009(10)
[9]基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制[J]. 方道星,余跃庆,陈炜. 机械工程学报. 2008(01)
[10]直升机起落架双腔式缓冲支柱的动刚度研究[J]. 胡国才,陈军民. 海军航空工程学院学报. 2007(06)
博士论文
[1]起落架收放动力学及可靠性研究[D]. 印寅.南京航空航天大学 2017
硕士论文
[1]舰载直升机自适应起落架关键技术研究[D]. 李国新.哈尔滨工业大学 2019
[2]车载火炮随动液压控制系统的研究[D]. 朱士琦.燕山大学 2019
[3]农业机械液控并联阻尼缓冲元件的设计与研究[D]. 刘少龙.太原科技大学 2018
[4]面向飞行仿真的直升机液压系统动态建模[D]. 郭新光.南京航空航天大学 2017
[5]直升机起落装置的快速设计方法研究[D]. 林辉.南京航空航天大学 2013
[6]直升机起落架的研究与有限元仿真[D]. 李兵.石河子大学 2013
[7]某直升机起落架参数设计及其动力学特性分析[D]. 董明明.南京航空航天大学 2010
[8]直升机起落架构型分析与仿真试验[D]. 韩国玺.南京航空航天大学 2008
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3538454
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桁架式
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-现直升机支撑为主要目的，不免出现设计生硬的现象。考虑到直升机起飞、着陆和地面停留时的各向稳定性，便以四轮桁架结构形式的起落架作为早期使用最广的起落架形式。大部分第一代、部分第二代以及少量三代直升机的起落架为此结构形式，如：我国的直-5，前苏联米-4等直升机均采用这种形式的起落架。a）我国的直五型直升机b）四轮桁架式起落架结构形式图1-1桁架式起落架及其应用1.3.1.2三点支柱式起落架随着人类技术水平的提高，直升机的自身的性能得到提高，起落架的要求也随之提高，此阶段三点式的起落架逐步取代四轮桁架式起落架，由于此阶段对起落架减震缓冲性能提出了更高的要求，因此三点支柱式起落架应运而生，如图1-2b）所示，成为了大部分第二代直升机和第三代直升机的主要应用对象，例如：我国的直-9如图1-2a）所示，美国S-55，苏联米-6，米-17等直升机均采用这种形式的起落架。a）中国直九b）支柱式起落架结构形式图1-2支柱式起落架及其应用
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-1.3.1.3摇臂式起落架高效费比具有抗坠性能的摇臂式起落架摇臂式起落架比三点支柱式起落架使直升机在缓冲性能上得到了大幅提升，摇臂式起落架由于其自身结构特点即机轮通过摇臂与缓冲器的相连，如图1-3b）所示，使此连接形式的缓冲器只承受轴向力，不会承受横向弯矩，因此缓冲器的密封性能得到了保证，并且克服了支柱式起落架既承受轴向力又承受弯矩的缺点。摇臂式起落架在第三代直升机上开始出现，大部分第四代直升机基本采用这种起落架，同时作为第四代直升机的重要特征之一。例如：我国的武直-10，如图1-3a）所示，RAH-66，EH101等直升机均采用这种形式的起落架。a）中国武直10b）摇臂式起落架结构形式图1-3摇臂式起落架及其应用1.3.2国内外自适应起落架研究现状由直升机起落架发展的历程，我们可以看出目前的起落架已经能够满足承载载荷、减震缓冲、抗坠毁等起落架的基本要求，但对于地形适应能力都有所欠缺，所以直升机起落架日后势必会往起落架地形适应能力上发展。目前国内外已经有了对能够适应复杂地形的起落架的研究，但都处于初级阶段，能体现最新研究成果的是美国所研究的实验起落架在一架无人直升机上进行了试验。其他一些国家基本还处在理论研究或是试验研究阶段，并没有成熟的技术或是实物公布出来。1.3.2.1国外自适应起落架研究现状就有自适应能力的起落架而言，目前国外仅有四个国家在自适应起落架方面做了研究，分别是佐治亚理工学院（与DARPA合作的MissionAdaptiveRotor（MAR）项目）、英国爱丁堡纳皮尔大学、俄罗斯。（1）自适应机器人起落架2015年佐治亚理工学院根据DARPA的
【参考文献】：
期刊论文
[1]串联双腔起落架缓冲器等效刚度阻尼特性分析[J]. 崔璐,魏小辉,丁勇为,黎永平. 机械设计与制造. 2019(01)
[2]基于CATIA二次开发的直升机燃油重心计算及应用[J]. 蒋辉,赵辉,王庆. 装备制造技术. 2018(10)
[3]无人机起落架地形自适应系统设计[J]. 张伟哲,卢晓斐,付嘉舜,赵婧宇. 科技创新与应用. 2018(22)
[4]倾转旋翼机重心对平衡稳定性的影响分析[J]. 孙敏,孙强,仲唯贵,朱清华. 直升机技术. 2016(04)
[5]基于迭代算法的直升机起落架总体布局参数设计[J]. 杨俊,黄钦儿,贾玉红. 直升机技术. 2016(04)
[6]基于仿生的适于特殊地形的直升机起落架设计[J]. 王晓晖,南英. 飞机设计. 2014(04)
[7]高性能液压驱动四足机器人SCalf的设计与实现[J]. 柴汇,孟健,荣学文,李贻斌. 机器人. 2014(04)
[8]发射装置冲击振动的液压系统变阻尼控制[J]. 徐振钦,冯勇,于存贵. 机床与液压. 2009(10)
[9]基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制[J]. 方道星,余跃庆,陈炜. 机械工程学报. 2008(01)
[10]直升机起落架双腔式缓冲支柱的动刚度研究[J]. 胡国才,陈军民. 海军航空工程学院学报. 2007(06)
博士论文
[1]起落架收放动力学及可靠性研究[D]. 印寅.南京航空航天大学 2017
硕士论文
[1]舰载直升机自适应起落架关键技术研究[D]. 李国新.哈尔滨工业大学 2019
[2]车载火炮随动液压控制系统的研究[D]. 朱士琦.燕山大学 2019
[3]农业机械液控并联阻尼缓冲元件的设计与研究[D]. 刘少龙.太原科技大学 2018
[4]面向飞行仿真的直升机液压系统动态建模[D]. 郭新光.南京航空航天大学 2017
[5]直升机起落装置的快速设计方法研究[D]. 林辉.南京航空航天大学 2013
[6]直升机起落架的研究与有限元仿真[D]. 李兵.石河子大学 2013
[7]某直升机起落架参数设计及其动力学特性分析[D]. 董明明.南京航空航天大学 2010
[8]直升机起落架构型分析与仿真试验[D]. 韩国玺.南京航空航天大学 2008
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3538454
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