一种多轮多支柱起落架的落震试验方案

孙福强，黄瑞泉，邓丽华

(中航工业洪都，江西 南昌 330024)

0 引言

多轮多支柱的起落架，是多个独立单支柱起落架的组合。目前国内多轮多支柱起落架的设计应用方面尚无任何经验和规范，因此对多支柱起落架的设计方法进行试验验证显得尤为重要。为了准确分析多支柱起落架的着陆缓冲性能，并论证能否使用单个支柱缓冲性能验证多支柱的缓冲性能，特别用缩小比例的多支柱起落架开展验证落震试验，以验证理论方案。

多轮多支柱起落架试验方案意味着多个起落架同时落震试验，在有限的空间内需要多个测力平台对起落架的每个支柱测力，需要实现多个机轮带转的条件模拟。试验的难度也是前所未有，不仅仅是因为测量设备的成倍增加，最重要的是它否定了传统落震试验使用机轮带转专用设备实现飞机着陆速度模拟和使用技术成熟的单个测力平台测量载荷的使用方法，需要设计一套全新方案和设备来实现。如何实现多个机轮的同步同速带转，如何在有限的空间里获得多支柱起落架中每个单支柱机轮上的载荷，而且要保证各个单支柱载荷之间无干扰成为了该攻关试验的关键点。这在国内落震试验尚不多见，无任何文献和经验可以参考借鉴。

本文着重阐述了多轮多支柱起落架变间距试验的设计思路、多轮多支柱起落架测试系统中夹具和测力平台系统的设计、多机轮同步同速带转系统的设计。

1 多姿态多间距夹具设计

1.1 整体布局安排

多轮多支柱起落架是由简易的三个单支柱起落架顺航向按一定间隔距离排成一排组合成为一个起落架如图1所示。试验要求多支柱间航向距离最小为800 mm，最大间距为1 000 mm。试验分两点水平、机尾下沉5度、机尾下沉8度。

图1 简易起落架组合模拟的多轮多支柱起落架

1.2 设计变间距试验

研究试验中有改变支柱间距的探讨试验，变间距意味着航向尺寸变化，不同间距带来夹具的刚度变化，对缓冲性能影响无法预测，影响试验结果分析与研究。单纯考虑刚度设计显得考虑不够周全。

考虑到两点水平姿态时，支柱间的间距对整体缓冲性能无影响，而在机尾下沉姿态下，支柱间的间距直接影响着三个起落架触台时间，即时间差是影响整个起落架系统性能的关键因素，变间距的研究可以演变到变时间差的研究，换句话说调整时间差和调整间距效果是一致的。由此用同姿态下调整支柱高度差等效支柱间距关系，这样既满足了试验要求又不会改变夹具的刚度。具体实施的夹具方案如图2所示。

夹具由水平夹具1、角度姿态接头2和高度调节垫块3三部分组成，水平夹具1应用于试验全过程，角度姿态接头2用于保证起落架的安装姿态，高度垫块3用于调节支柱间的高度差来进行同姿态角时变间距情况试验。

图2 5度姿态下由间距800mm变为900mm试验方案

2 多支柱测力平台系统设计

图3 传统测力平台

常规测力平台系统结构简图见图3，由测力平台、航向力传感器固定装置和垂直力传感器支座等组成。其空间需求大，显然不能通过简单复制几个平台来应用于多轮多支柱起落架试验，而需要设计全新的测力平台系统。

全新的测力平台系统有两个特点：一，由传统的侧边三点式传感器布置改进为航向三点式传感器布置，这种改进使平台的使用有效区域更大。二，根据平

台有效使用区域，采用梯形平台、航向双力传感器设计，既有效的利用了平台，又有足够的空间来安装航向力传感器，如图4所示。测力平台航向方向通过平台下面“V”槽结构设计和传感器顶端滚球获得航向自由度。任务设计方没有要求对展向载荷测量，因此，此次平台的改进就没有考虑展向测量设计。

图4 新研一体化测力平台

最后将测力平台按间距要求安装到稳固地基上，就完成了多支柱多机轮载荷的测力平台系统，如图5所示。

3 多机轮同步同速带转方案设计

此次多轮多支柱起落架由三个支柱组合成，每个支柱配有双机轮，对称分布，需要对6个机轮同步同速带转，实现着陆速度的模拟。满足此试验条件需要解决六个机轮的同步同速带转问题，同时还需要解决机轮触台后停止带转问题。

选择了电机与机轮一一对应带转的方案，在机轮轮毂附加从动轮，电机和机轮间通过可调节活络皮带来实现带转。具体实施步骤是：根据起落架机轮结构，设计了铝质从动轮，安装在机轮轮毂上，实施方案如图6；电机固定在夹具上，且在缓冲器压缩时机轮相对夹具移动的方向上，一是为了保证相对位置，满足不同下沉速度下的带转需要，二是在支柱触台压缩后活络带松弛而自动脱离或脱落；电机的同步与同速由同一变频器控制来实现，原理见图7。试验结果表明设计达到了预期的效果，在实际的使用中，带转动作一直持续到机轮触台，实测结果显示机轮触台水平速度与设计转速一致，触台后缓冲器压缩，皮带松弛瞬间脱落在测力平台上，理想地完成带转任务。最终带转安装如图8所示。

图5 多支柱起落架测力平台系统

图6 从动轮的安装图

图7 多机轮带转原理

图8 最终带转安装

4 测试结果的分析

测试结果表明，系统稳定可靠，测试系统的设计达到了预期的效果。单个支柱性能复核试验中，对新设计平台和传统测力平台测得的试验数据进行了对比分析，一致性很好。图9为单个支柱性能复核试验的部分参数时间曲线图。图10是测力平台系统在多轮多支柱落震试验中测得的部分参数时间曲线。

图9 单个支柱性能试验部分参数曲线

5 结论

在国内，多轮多支柱起落架的落震试验尚不多见，有关该类试验方面的设计与经验无文献和经验可供参考与借鉴。本文阐述了在该试验设计中变间距试验设计、多支柱测力平台设计和多机轮带转三个重点设计，使此试验得到顺利开展，为多轮多支柱起落架设计与研究提供参考，也为国内将来的其他形式多轮多支柱起落架落震试验提供思路和方法参考。

图10 多支柱落震试验中部分参数时间曲线