起落架非線性擺振分岔分析.pdf

1、擺振現(xiàn)象是飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生的常見問題，對飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與操縱性等具有很大的危害，長期以來未能得到完全解決。本文以應(yīng)用分岔理論為基礎(chǔ)，對非線性擺振運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，研究了復(fù)雜程度與考慮因素不同的擺振模型對擺振分析的影響，分析了各參數(shù)對擺振穩(wěn)定性的影響。針對防擺阻尼力矩的不同構(gòu)成成分，分析了理想防擺阻尼的特性。并采用快速傅里葉變換，對極限環(huán)擺振頻率與過渡狀態(tài)的擺振頻率進(jìn)行了研究。
　　提出并完善了采用分岔分析方法處理

2、擺振問題的完整流程與細(xì)節(jié)。從Hopf分岔的角度來解釋擺振現(xiàn)象，根據(jù)分岔參數(shù)圖的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將擺振嚴(yán)格劃分為“扭轉(zhuǎn)型”和“側(cè)向型”。在Hopf分岔的基礎(chǔ)上，提出Hopf分岔失穩(wěn)對擺振區(qū)域存在重要影響，采用Bautin分岔處理Hopf分岔失穩(wěn)造成的擺振區(qū)域擴(kuò)大的問題。對于擺振分岔分析具有方法論的作用。
　　建立包含支柱扭轉(zhuǎn)、側(cè)向彎曲與縱向彎曲的若干擺振模型，對起落架的結(jié)構(gòu)參數(shù)與幾何參數(shù)等對擺振穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了分岔分析，得到支柱剛度、

3、輪胎特征尺寸、機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與穩(wěn)定距等參數(shù)對扭轉(zhuǎn)擺振與側(cè)向擺振區(qū)域的影響規(guī)律。就擺振模型中縱向彎曲自由度與陀螺力矩項(xiàng)的必要性進(jìn)行了分析。針對雙輪擺振模型，對輪間距和雙輪共轉(zhuǎn)對擺振的影響進(jìn)行了研究。研究結(jié)果對起落架防擺設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
　　建立考慮線性阻尼、平方阻尼、扭轉(zhuǎn)間隙及庫倫摩擦的防擺阻尼模型。對防擺阻尼中各構(gòu)成成分對防擺的作用進(jìn)行了研究。提出了全速度不擺振的線性防擺阻尼曲線的概念，給出了嚴(yán)格定義并對其存在性進(jìn)行了分析。得出了

4、理想防擺阻尼的若干特征。在不考慮主動(dòng)與半主動(dòng)控制的前提下，成為防擺阻尼的最優(yōu)方案，為防擺阻尼器提供了設(shè)計(jì)目標(biāo)。結(jié)果表明：線性阻尼的增加可顯著改善系統(tǒng)的防擺性能；平方阻尼僅對抑制Bautin分岔引起的擺振有顯著作用；庫倫摩擦使得支柱扭轉(zhuǎn)自由度無法漸近地收斂至平衡狀態(tài)；扭轉(zhuǎn)間隙使得系統(tǒng)的防擺阻尼在間隙范圍內(nèi)等效于零阻尼情況，大大增加了扭轉(zhuǎn)擺振區(qū)域。
　　對擺振的極限環(huán)頻率與過渡狀態(tài)的擺振各自由度振動(dòng)頻率進(jìn)行了研究。用近似的單自由度方程

5、的固有頻率來解釋穩(wěn)態(tài)擺振和過渡擺振的頻率特性，進(jìn)一步揭示了擺振過程中各自由度運(yùn)動(dòng)的耦合關(guān)系與不同情況下各固有振動(dòng)頻率在各自由度振動(dòng)中的主次關(guān)系。
　　根據(jù)擺振滑行試驗(yàn)的要求，建立考慮機(jī)身運(yùn)動(dòng)與彈性的全機(jī)擺振動(dòng)力學(xué)模型。詳細(xì)討論了現(xiàn)有文獻(xiàn)對擺振滑行試驗(yàn)的擺振判據(jù)中缺失的細(xì)節(jié)。研究了機(jī)身運(yùn)動(dòng)與彈性、輪胎參數(shù)與扭轉(zhuǎn)間隙等對擺振穩(wěn)定性的影響。采用時(shí)域分析的方法計(jì)算了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的柔性起落架模型的擺振動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和臨界防擺阻尼，與擺振分岔分