機(jī)場(chǎng)跑道是機(jī)場(chǎng)的重要組成部分,其道面的質(zhì)量直接影響著乘員的舒適程度以及飛機(jī)滑行的安全,在一定程度上還會(huì)加速飛機(jī)構(gòu)件的磨損,情況嚴(yán)重時(shí),甚至?xí)斐娠w機(jī)事故的發(fā)生。此外,飛機(jī)在起降著陸的滑行條件下,飛機(jī)承載系的主要沖擊源就是機(jī)場(chǎng)跑道道面的不平整,因此研究機(jī)場(chǎng)跑道道面的不平整度顯得尤為重要。目前國(guó)際上采用的機(jī)場(chǎng)道面的不平整評(píng)價(jià)指標(biāo)多是沿用公路路面的評(píng)價(jià)指標(biāo),并沒(méi)有考慮飛機(jī)長(zhǎng)軸距的影響,且沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本文旨在考慮道面長(zhǎng)波的基礎(chǔ)上,提出一個(gè)科學(xué)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)道面不平整度的指標(biāo)。鑒于此,本課題進(jìn)行了理論研究和仿真模擬。其中在理論研究方面,基于飛機(jī)的三維全機(jī)模型建立了飛機(jī)振動(dòng)微分方程,借助傳遞矩陣法求解此方程得到飛機(jī)在道面任意位置處的振動(dòng)響應(yīng)量Z、α、β;結(jié)合IRI的計(jì)算公式,以振動(dòng)響應(yīng)量為基礎(chǔ)參數(shù),引入機(jī)場(chǎng)道面不平整度指數(shù)(Airfield Pavement Roughness Index,APRI)并推導(dǎo)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。在仿真模擬方面,以B737-800為模型基礎(chǔ),采用SolidWorks建立了飛機(jī)虛擬樣機(jī)模型,與Adams軟件聯(lián)合建立飛機(jī)的全機(jī)仿真模型;其中采用起落架緩沖器的剛度及阻尼曲線分別表示起落架緩沖器的空氣彈簧力和油液阻尼力,以模擬近乎真實(shí)的緩沖器結(jié)構(gòu);輪胎也采用盡可能符合實(shí)際物理狀態(tài)的Fiala輪胎;并利用MATLAB軟件編制相應(yīng)程序,結(jié)合諧波疊加法編制不同等級(jí)道面的三維模型,考慮了道面的長(zhǎng)波和短波組成。由仿真模擬的結(jié)果分析可得APRI與a_w的相關(guān)性值大約為r_F=0.9864,IRI與a_w的相關(guān)性值大約為r_I=0.8859。r_Fr_I,則APRI較于IRI更適應(yīng)于機(jī)場(chǎng)道面不平整度的評(píng)價(jià)。并借鑒a_w的量化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),由APRI與a_w的擬合數(shù)學(xué)表達(dá)式確定了APRI量化等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。若APRI≤12,則道面平整度狀況良好;若APRI介于12~36之間,則道面平整度狀況為中;若APRI≥36,則道面平整度狀況為差。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：V351.11
【部分圖文】：

圖 1-1 波音公司早期機(jī)場(chǎng)道面不平整度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可接受區(qū)為超過(guò) 50%的飛行員不可接受的區(qū)域范圍；超過(guò)區(qū)為低受的區(qū)域范圍；可接受區(qū)為低于 10%的飛行員不可接受的區(qū)域范i(1976 年、1977 年)[8-9]在飛機(jī)非對(duì)稱數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用拉模型的運(yùn)動(dòng)微分方程，進(jìn)而推導(dǎo)出飛機(jī)在滑行狀態(tài)下的重心以及向振動(dòng)加速度，并在此基礎(chǔ)上繪制了不同等級(jí)平整度道面下的飛曲線。，世界銀行和巴西政府組織建立了由巴西、美國(guó)及比利時(shí)等各國(guó)組，通過(guò)對(duì)巴西的 49 條道路進(jìn)行路面平整度試驗(yàn)，提出了以四其 80km/h 速度時(shí)的累計(jì)豎向位移值即國(guó)際平整度指數(shù)(IRI)作為 Yihsien Chen 等人[11]于 2004 年借助 APRas 證實(shí)飛機(jī)的豎向加速響應(yīng)與 IRI 不同，因此 IRI 不適用于機(jī)場(chǎng)道面不平整度的評(píng)價(jià)

飛機(jī)與道面之間的耦合作用與汽車(chē)與路這是因?yàn)轱w機(jī)與道面之間的耦合作用相比車(chē)有更長(zhǎng)的軸距，且飛機(jī)在跑道上要以更性。度和振動(dòng)輸入都通過(guò)飛機(jī)過(guò)濾并傳輸給飛“感覺(jué)”道面以便做出某些類(lèi)型的駕駛決目的，假設(shè)由于飛機(jī)自身引起的振動(dòng)動(dòng)態(tài)果作用很小，可以忽略，由此認(rèn)為飛機(jī)振達(dá)及其對(duì)飛機(jī)的影響達(dá)

圖 2-2 3m 直尺測(cè)定道面平整度示意圖測(cè)量道面平整度的方法結(jié)構(gòu)及操作簡(jiǎn)單，直尺攜帶起來(lái)也比另外由于人為的因素導(dǎo)致測(cè)量效率比較低。特別需要指出的映較短軸距車(chē)輛前后輪胎之間的高程變化所帶來(lái)的顛簸情況運(yùn)載工具，3 米范圍則不能反映其道面起伏對(duì)前后軸輪胎的軸距來(lái)評(píng)價(jià)道面不平整度所產(chǎn)生的效果，因此該方法不使用道面。準(zhǔn)儀儀屬于縱斷面測(cè)定儀器，其基本工作原理為[37]，采用水準(zhǔn)儀相對(duì)標(biāo)高后，將標(biāo)高數(shù)據(jù)按要求輸入計(jì)算機(jī)中，運(yùn)行計(jì)算程 IRI。其測(cè)量簡(jiǎn)圖如圖 2-3 所示。

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本文編號(hào)：2825634