【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞机前起落架设计，具体涉及一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台。
技术介绍
1、飞机前起落架是飞机机体上唯一负责承受整机重量的关键承力与操纵组件，其主要功能体现在三个方面：首先，它承担飞机在地面滑跑与停放时的重量支撑；其次，为飞机滑跑过程提供操纵和制动力；最后，它确保飞机能够安全、平稳地完成着陆，并有效吸收外界振动带来的能量冲击。
2、在飞机起飞或着陆滑跑过程中，机轮可能因跑道不平、碎石等外界激励而产生偏角。即使激励消失，机轮仍可能发生周期性或发散性的振动现象，这种现象被称为前起落架摆振。在持续输入能量的情况下，摆振振幅可能逐步增大，严重时不仅缩短前起落架及飞机的使用寿命，还可能威胁飞行安全。摆振还会降低飞机的稳定性和操控性，同时影响乘员、货物或武器的安全性与舒适度。因此，研究摆振现象的成因对于发现潜在问题、优化前起落架设计方案、提高飞行安全性以及改进维护方式具有重要意义。
3、摆振现象的诱发因素复杂多样。例如，当新机型的结构与轮胎参数不匹配时，可能引发摆振。研究表明，影响摆振的重要因素包括：轮胎磨损(例如跑道表面过于粗糙会导致着陆瞬间胎面局部磨损过快，而过于光滑则可能导致打滑)、机轮质量不平衡(如胎面磨损不均、轮胎偏圆或轮毂静态失衡)、扭转间隙过大(由部件磨损、松动或卡阻引起)、支柱扭转刚度不足、稳定距设计不当，以及减摆器油液中气体含量过高等。此外，随着复合材料和主动控制技术的发展，机体结构的弹性特征对摆振的影响逐渐成为研究重点。在着陆遇到侧风偏航或地面滑跑受到侧向激励时，轮胎的非线性特性会
4、传统的振动测试方法通常难以涵盖这些复杂成因，或需要高昂的实机检测成本。由于试验前期安全性难以保障，使用实体飞机直接开展测试并不可行。据相关文献，国外进行前起落架摆振试飞的案例也非常少见。因此，开发一种用于实验室内的前起落架振动试验平台显得尤为必要。该平台通过模拟高速滑行条件下的外部激励，外部环境以及前起落架设计自身因素对摆振的影响。通过对这些因素的精确控制与对比试验，平台能够为前起落架的优化设计提供科学的试验数据支持，从而助力更安全、更高效的前起落架设计和维护方案的制定。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术旨在开发一种飞机前起落架摆振试验装置，旨在更精确地确定和评估摆振影响因素，提供更加全面的检测与分析方法，为前起落架的优化设计提供可靠数据支持。
2、摆振试验是飞机前起落架设计中的关键环节，其主要目标是验证前起落架在不同激励条件下的减摆性能，确保飞机在起飞和降落过程中的稳定性。目前常用的初始挠度激励法通过设置一个初始偏转角来释放车轮，以评估前起落架的防滑性能。然而，该方法的局限性在于未考虑机身振动的作用，无法单独或组合施加(侧向、航向或横向)振动频率，从而无法全面研究这些振动对摆振性能的干扰。
3、为了解决这一问题，本专利技术设计的前起落架摆振试验装置及其配套方法和分析系统，可有效模拟多种真实环境下的飞机振动影响。具体来说，该装置能够模拟多种可能影响摆振性能的因素，包括：1.机轮不平衡；2.跑道表面粗糙度；3.滑跑及垂直载荷；4.转向滑跑条件；5.侧向冲击载荷；6.轮胎打滑等。
4、该装置旨在真实模拟飞机起降过程中机身振动对前起落架摆振性能的影响，通过施加不同振动频率干扰，研究其对摆振特性的具体影响，为前起落架的设计和优化提供科学依据。
5、本专利技术通过如下技术方案实现。
6、一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，包括试验装置主体结构、动力执行控制机构、振动激励机构、振动检测系统；
7、所述试验装置主体结构包括动力系统基座、主体框架、支撑横梁、滑轨、液压装置、前起落架夹具、待检测的前起落架，所述主体框架成“n”型，所述主体框架下端固定在动力系统基座上，所述主体框架内侧的上端对称设置滑轨，所述液压装置的上端与主体框架的上端连接，所述液压装置的下端连接支撑横梁，所述支撑横梁与所述滑轨滑动连接，所述前起落架夹具设置在支撑横梁下端，前起落架夹具用于安装前起落架，通过液压装置对支撑横梁施加压力来模拟前起落架的垂直载荷；
8、所述动力执行控制机构包括转向舵机、模拟跑道、传动机构、驱动电机，所述模拟跑道、传动机构、驱动电机安装在动力系统基座上，所述模拟跑道位于前起落架下方，液压装置对支撑横梁施加压力时，前起落架与模拟跑道接触，驱动电机通过传动机构驱动模拟跑道运动来模拟前起落架落地时的滑跑状态；所述转向舵机安装在支撑横梁的下端，转向舵机通过连杆控制前起落架转向，同时驱动电机通过传动机构驱动模拟跑道运动来模拟前起落架滑跑转弯时候的状态；
9、所述振动激励机构包括侧向激振锤、转向舵机航向激振器，所述侧向激振锤安装在主体框架上且与前起落架的侧面位置对应，侧向激振锤敲击前起落架提供侧向的激励，所述航向激振锤安装在主体框架上且与前起落架的受力点对应，航向激振器为前起落架提供航向的激励，转向舵机提供扭转的激励，通过控制系统控制所述侧向激振锤、转向舵机和航向激振器产生不同的振动频率和振幅的振动，模拟出飞机在滑行过程中，复杂路面对飞机前起落架的振动冲击；
10、所述振动检测系统对前起落架的振动信号进行检测，通过进一步数据处理，产生时域图和频域图信息，为后期数据分析提供数据基础。
11、进一步，所述动力系统基座和主体框架为一体式框架结构。
12、进一步，所述振动检测系统包括力传感器、位移传感器、加速度传感器、激光测振仪(可以测量位移、加速度)、非接触式角位移传感器、非接触式角加速度传感器和转速传感器，此外，电动机的转速可以显示在控制台上，也可以算出轮胎速度和跑道速度的差值,进而研究轮胎打滑现象；所述力传感器安装在液压装置与横梁接触的面，前起落架的支柱下部侧向、航向各安装一个位移传感器和加速度传感器，分别测量前起落架的支柱的侧向和支柱纵向的振动情况，通过激光测振仪扫描前起落架的轮胎下部侧表面，测量轮胎的侧向位移和压缩量，在前起落架的支柱扭转发生点临近位置安装非接触式角位移传感器、非接触式角加速度传感器测量支柱扭转情况，所述转速传感器安装在机轮轮毂，通过转速传感器可以测量轮胎转速，进而计算出滑跑速度。
13、进一步，所属模拟跑道为飞轮。
14、进一步，所述支撑横梁通过滑轨调节高度，以适应不同尺寸的前起落架。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术解决飞机前起落架摆振影响因素的确定、对照评估，检测分析。增加了扭转舵机，可以模拟地面飞机转弯的情况。可调节高度的支撑横梁，只需替换起落架夹具，不用替换整个框架，能适应不同尺寸的起落架，大大降低使用成本。为飞机前起落架的设计提供更加准确的数据。
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1.一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，包括试验装置主体结构、动力执行控制机构、振动激励机构、振动检测系统；
2.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所述动力系统基座(1)和主体框架(2)为一体式框架结构。
3.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所述振动检测系统包括力传感器、激光测振仪、非接触式角位移传感器、非接触式角加速度传感器和转速传感器，所述力传感器安装在液压装置(2)与横梁(3)接触的面，前起落架(12)的支柱下部侧向、航向各安装一个位移传感器和加速度传感器，分别测量前起落架(12)的支柱的侧向和支柱纵向的振动情况，通过激光测振仪扫描前起落架(12)的轮胎下部侧表面，测量轮胎的侧向位移和压缩量，在前起落架(12)的支柱扭转发生点临近位置安装非接触式角位移传感器、非接触式角加速度传感器测量支柱扭转情况，所述转速传感器安装在机轮轮毂，通过转速传感器可以测量轮胎转速，进而计算出滑跑速度。
4.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所属模
5.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所述支撑横梁(3)通过滑轨(4)调节高度。
...【技术特征摘要】
1.一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，包括试验装置主体结构、动力执行控制机构、振动激励机构、振动检测系统；
2.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所述动力系统基座(1)和主体框架(2)为一体式框架结构。
3.根据权利要求1所述的一种飞机前起落架模拟滑跑摆振试验台，其特征在于，所述振动检测系统包括力传感器、激光测振仪、非接触式角位移传感器、非接触式角加速度传感器和转速传感器，所述力传感器安装在液压装置(2)与横梁(3)接触的面，前起落架(12)的支柱下部侧向、航向各安装一个位移传感器和加速度传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳影，肖相志，吴浩，朱贵生，刘奕安，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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