直升機自適應(yīng)性機器起落架設(shè)計與分析
發(fā)布時間:2021-12-16 16:25
直升機由于其自身獨特的靈活性好、機動性強、隱蔽性高、活動領(lǐng)域廣和能夠垂直起降等特點,因此直升機在作戰(zhàn)、救援、勘探、旅游等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雖然直升機有前面敘述的這些優(yōu)點,但是降落時對地面的要求很高,因為目前世界上的直升機在著陸時大多需要穩(wěn)定平坦的地面,在復(fù)雜地形下執(zhí)行任務(wù)時,多是進行懸停輸降人員或空投物資,這就可能對人員或物資造成傷害,若緊急降落,則可能給直升機帶來不可逆的傷害。因此為了解決直升機在復(fù)雜地面降落難得問題,本文設(shè)計了一種能夠在復(fù)雜地形降落的直升機自適應(yīng)性機器起落架,主要研究工作及結(jié)論如下:首先,根據(jù)直升機降落要求,選擇了能更好適應(yīng)地形的四點式起落架布局形式;設(shè)計了一種能夠自適應(yīng)地形的四腿鉸鏈式結(jié)構(gòu)的起落架;設(shè)計了起落架系統(tǒng)的液壓回路并給出了緩沖系統(tǒng)的參數(shù)。然后,根據(jù)直升機自適應(yīng)性機器起落架的機械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng),對直升機起落架進行了正逆運動學分析,并根據(jù)正運動學分析,利用蒙特卡洛方法分析了單支腿的工作空間;構(gòu)建了直升機機體動力學模型,利用拉格朗日法建立了起落架單腿的動力學模型,并分析了起落架系統(tǒng)的動力學特性;給出了緩沖階段的阻尼力模型和地面接觸力模型。最后,根據(jù)直升機降落的...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
桁架式
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-現(xiàn)直升機支撐為主要目的,不免出現(xiàn)設(shè)計生硬的現(xiàn)象。考慮到直升機起飛、著陸和地面停留時的各向穩(wěn)定性,便以四輪桁架結(jié)構(gòu)形式的起落架作為早期使用最廣的起落架形式。大部分第一代、部分第二代以及少量三代直升機的起落架為此結(jié)構(gòu)形式,如:我國的直-5,前蘇聯(lián)米-4等直升機均采用這種形式的起落架。a)我國的直五型直升機b)四輪桁架式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-1桁架式起落架及其應(yīng)用1.3.1.2三點支柱式起落架隨著人類技術(shù)水平的提高,直升機的自身的性能得到提高,起落架的要求也隨之提高,此階段三點式的起落架逐步取代四輪桁架式起落架,由于此階段對起落架減震緩沖性能提出了更高的要求,因此三點支柱式起落架應(yīng)運而生,如圖1-2b)所示,成為了大部分第二代直升機和第三代直升機的主要應(yīng)用對象,例如:我國的直-9如圖1-2a)所示,美國S-55,蘇聯(lián)米-6,米-17等直升機均采用這種形式的起落架。a)中國直九b)支柱式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-2支柱式起落架及其應(yīng)用
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-4-1.3.1.3搖臂式起落架高效費比具有抗墜性能的搖臂式起落架搖臂式起落架比三點支柱式起落架使直升機在緩沖性能上得到了大幅提升,搖臂式起落架由于其自身結(jié)構(gòu)特點即機輪通過搖臂與緩沖器的相連,如圖1-3b)所示,使此連接形式的緩沖器只承受軸向力,不會承受橫向彎矩,因此緩沖器的密封性能得到了保證,并且克服了支柱式起落架既承受軸向力又承受彎矩的缺點。搖臂式起落架在第三代直升機上開始出現(xiàn),大部分第四代直升機基本采用這種起落架,同時作為第四代直升機的重要特征之一。例如:我國的武直-10,如圖1-3a)所示,RAH-66,EH101等直升機均采用這種形式的起落架。a)中國武直10b)搖臂式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-3搖臂式起落架及其應(yīng)用1.3.2國內(nèi)外自適應(yīng)起落架研究現(xiàn)狀由直升機起落架發(fā)展的歷程,我們可以看出目前的起落架已經(jīng)能夠滿足承載載荷、減震緩沖、抗墜毀等起落架的基本要求,但對于地形適應(yīng)能力都有所欠缺,所以直升機起落架日后勢必會往起落架地形適應(yīng)能力上發(fā)展。目前國內(nèi)外已經(jīng)有了對能夠適應(yīng)復(fù)雜地形的起落架的研究,但都處于初級階段,能體現(xiàn)最新研究成果的是美國所研究的實驗起落架在一架無人直升機上進行了試驗。其他一些國家基本還處在理論研究或是試驗研究階段,并沒有成熟的技術(shù)或是實物公布出來。1.3.2.1國外自適應(yīng)起落架研究現(xiàn)狀就有自適應(yīng)能力的起落架而言,目前國外僅有四個國家在自適應(yīng)起落架方面做了研究,分別是佐治亞理工學院(與DARPA合作的MissionAdaptiveRotor(MAR)項目)、英國愛丁堡納皮爾大學、俄羅斯。(1)自適應(yīng)機器人起落架2015年佐治亞理工學院根據(jù)DARPA的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]串聯(lián)雙腔起落架緩沖器等效剛度阻尼特性分析[J]. 崔璐,魏小輝,丁勇為,黎永平. 機械設(shè)計與制造. 2019(01)
[2]基于CATIA二次開發(fā)的直升機燃油重心計算及應(yīng)用[J]. 蔣輝,趙輝,王慶. 裝備制造技術(shù). 2018(10)
[3]無人機起落架地形自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張偉哲,盧曉斐,付嘉舜,趙婧宇. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(22)
[4]傾轉(zhuǎn)旋翼機重心對平衡穩(wěn)定性的影響分析[J]. 孫敏,孫強,仲唯貴,朱清華. 直升機技術(shù). 2016(04)
[5]基于迭代算法的直升機起落架總體布局參數(shù)設(shè)計[J]. 楊俊,黃欽兒,賈玉紅. 直升機技術(shù). 2016(04)
[6]基于仿生的適于特殊地形的直升機起落架設(shè)計[J]. 王曉暉,南英. 飛機設(shè)計. 2014(04)
[7]高性能液壓驅(qū)動四足機器人SCalf的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 柴匯,孟健,榮學文,李貽斌. 機器人. 2014(04)
[8]發(fā)射裝置沖擊振動的液壓系統(tǒng)變阻尼控制[J]. 徐振欽,馮勇,于存貴. 機床與液壓. 2009(10)
[9]基于模糊控制的2R欠驅(qū)動機器人位置控制[J]. 方道星,余躍慶,陳煒. 機械工程學報. 2008(01)
[10]直升機起落架雙腔式緩沖支柱的動剛度研究[J]. 胡國才,陳軍民. 海軍航空工程學院學報. 2007(06)
博士論文
[1]起落架收放動力學及可靠性研究[D]. 印寅.南京航空航天大學 2017
碩士論文
[1]艦載直升機自適應(yīng)起落架關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李國新.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]車載火炮隨動液壓控制系統(tǒng)的研究[D]. 朱士琦.燕山大學 2019
[3]農(nóng)業(yè)機械液控并聯(lián)阻尼緩沖元件的設(shè)計與研究[D]. 劉少龍.太原科技大學 2018
[4]面向飛行仿真的直升機液壓系統(tǒng)動態(tài)建模[D]. 郭新光.南京航空航天大學 2017
[5]直升機起落裝置的快速設(shè)計方法研究[D]. 林輝.南京航空航天大學 2013
[6]直升機起落架的研究與有限元仿真[D]. 李兵.石河子大學 2013
[7]某直升機起落架參數(shù)設(shè)計及其動力學特性分析[D]. 董明明.南京航空航天大學 2010
[8]直升機起落架構(gòu)型分析與仿真試驗[D]. 韓國璽.南京航空航天大學 2008
[9]PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D]. 何芝強.浙江大學 2005
本文編號:3538454
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
桁架式
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-現(xiàn)直升機支撐為主要目的,不免出現(xiàn)設(shè)計生硬的現(xiàn)象。考慮到直升機起飛、著陸和地面停留時的各向穩(wěn)定性,便以四輪桁架結(jié)構(gòu)形式的起落架作為早期使用最廣的起落架形式。大部分第一代、部分第二代以及少量三代直升機的起落架為此結(jié)構(gòu)形式,如:我國的直-5,前蘇聯(lián)米-4等直升機均采用這種形式的起落架。a)我國的直五型直升機b)四輪桁架式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-1桁架式起落架及其應(yīng)用1.3.1.2三點支柱式起落架隨著人類技術(shù)水平的提高,直升機的自身的性能得到提高,起落架的要求也隨之提高,此階段三點式的起落架逐步取代四輪桁架式起落架,由于此階段對起落架減震緩沖性能提出了更高的要求,因此三點支柱式起落架應(yīng)運而生,如圖1-2b)所示,成為了大部分第二代直升機和第三代直升機的主要應(yīng)用對象,例如:我國的直-9如圖1-2a)所示,美國S-55,蘇聯(lián)米-6,米-17等直升機均采用這種形式的起落架。a)中國直九b)支柱式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-2支柱式起落架及其應(yīng)用
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-4-1.3.1.3搖臂式起落架高效費比具有抗墜性能的搖臂式起落架搖臂式起落架比三點支柱式起落架使直升機在緩沖性能上得到了大幅提升,搖臂式起落架由于其自身結(jié)構(gòu)特點即機輪通過搖臂與緩沖器的相連,如圖1-3b)所示,使此連接形式的緩沖器只承受軸向力,不會承受橫向彎矩,因此緩沖器的密封性能得到了保證,并且克服了支柱式起落架既承受軸向力又承受彎矩的缺點。搖臂式起落架在第三代直升機上開始出現(xiàn),大部分第四代直升機基本采用這種起落架,同時作為第四代直升機的重要特征之一。例如:我國的武直-10,如圖1-3a)所示,RAH-66,EH101等直升機均采用這種形式的起落架。a)中國武直10b)搖臂式起落架結(jié)構(gòu)形式圖1-3搖臂式起落架及其應(yīng)用1.3.2國內(nèi)外自適應(yīng)起落架研究現(xiàn)狀由直升機起落架發(fā)展的歷程,我們可以看出目前的起落架已經(jīng)能夠滿足承載載荷、減震緩沖、抗墜毀等起落架的基本要求,但對于地形適應(yīng)能力都有所欠缺,所以直升機起落架日后勢必會往起落架地形適應(yīng)能力上發(fā)展。目前國內(nèi)外已經(jīng)有了對能夠適應(yīng)復(fù)雜地形的起落架的研究,但都處于初級階段,能體現(xiàn)最新研究成果的是美國所研究的實驗起落架在一架無人直升機上進行了試驗。其他一些國家基本還處在理論研究或是試驗研究階段,并沒有成熟的技術(shù)或是實物公布出來。1.3.2.1國外自適應(yīng)起落架研究現(xiàn)狀就有自適應(yīng)能力的起落架而言,目前國外僅有四個國家在自適應(yīng)起落架方面做了研究,分別是佐治亞理工學院(與DARPA合作的MissionAdaptiveRotor(MAR)項目)、英國愛丁堡納皮爾大學、俄羅斯。(1)自適應(yīng)機器人起落架2015年佐治亞理工學院根據(jù)DARPA的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]串聯(lián)雙腔起落架緩沖器等效剛度阻尼特性分析[J]. 崔璐,魏小輝,丁勇為,黎永平. 機械設(shè)計與制造. 2019(01)
[2]基于CATIA二次開發(fā)的直升機燃油重心計算及應(yīng)用[J]. 蔣輝,趙輝,王慶. 裝備制造技術(shù). 2018(10)
[3]無人機起落架地形自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張偉哲,盧曉斐,付嘉舜,趙婧宇. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(22)
[4]傾轉(zhuǎn)旋翼機重心對平衡穩(wěn)定性的影響分析[J]. 孫敏,孫強,仲唯貴,朱清華. 直升機技術(shù). 2016(04)
[5]基于迭代算法的直升機起落架總體布局參數(shù)設(shè)計[J]. 楊俊,黃欽兒,賈玉紅. 直升機技術(shù). 2016(04)
[6]基于仿生的適于特殊地形的直升機起落架設(shè)計[J]. 王曉暉,南英. 飛機設(shè)計. 2014(04)
[7]高性能液壓驅(qū)動四足機器人SCalf的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 柴匯,孟健,榮學文,李貽斌. 機器人. 2014(04)
[8]發(fā)射裝置沖擊振動的液壓系統(tǒng)變阻尼控制[J]. 徐振欽,馮勇,于存貴. 機床與液壓. 2009(10)
[9]基于模糊控制的2R欠驅(qū)動機器人位置控制[J]. 方道星,余躍慶,陳煒. 機械工程學報. 2008(01)
[10]直升機起落架雙腔式緩沖支柱的動剛度研究[J]. 胡國才,陳軍民. 海軍航空工程學院學報. 2007(06)
博士論文
[1]起落架收放動力學及可靠性研究[D]. 印寅.南京航空航天大學 2017
碩士論文
[1]艦載直升機自適應(yīng)起落架關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李國新.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]車載火炮隨動液壓控制系統(tǒng)的研究[D]. 朱士琦.燕山大學 2019
[3]農(nóng)業(yè)機械液控并聯(lián)阻尼緩沖元件的設(shè)計與研究[D]. 劉少龍.太原科技大學 2018
[4]面向飛行仿真的直升機液壓系統(tǒng)動態(tài)建模[D]. 郭新光.南京航空航天大學 2017
[5]直升機起落裝置的快速設(shè)計方法研究[D]. 林輝.南京航空航天大學 2013
[6]直升機起落架的研究與有限元仿真[D]. 李兵.石河子大學 2013
[7]某直升機起落架參數(shù)設(shè)計及其動力學特性分析[D]. 董明明.南京航空航天大學 2010
[8]直升機起落架構(gòu)型分析與仿真試驗[D]. 韓國璽.南京航空航天大學 2008
[9]PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D]. 何芝強.浙江大學 2005
本文編號:3538454
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