半主動控制起落架

半主動控制起落架

半主動控制起落架也稱為無源主動控制起落架。它由無源但可控的阻尼和彈性元件組成。半主動控制起落架與被動起落架相比相當於增加了一個連續的變油孔,它可根據需要隨時改變油孔面積,因此其作用要優於被動起落架的額變油孔設計。

基本介紹

  • 中文名:半主動控制起落架
  • 外文名:semi-active control of landing gear
  • 別名:無源主動控制起落架
  • 組成:無源可控阻尼和彈性元件
  • 所屬領域:航空航天
  • 特點:隨時改變油孔面積
研發歷程,作用,特點,設計要求,

研發歷程

1989年,Khai Tran Vu對半主動控制起落架進行了比較系統的研究,在他的研究中,考慮了彈性機體對起落架動態性能的影響,建立了一個非線性力學模型,並對此非線性控制問題進行了最佳化。結果表明,利用半主動控制可以明顯降低起落架載荷和機體振動載荷。Khai Tran Vu的研究是對半主動控制起落架的基礎研究,雖然理論分析比較完善,但在其最佳化控制方法上比較落後,因此,最佳化後所得的最優解存在一定的誤差,控制中所採用的控制律也不是最優控制律。1993年,Ghiringhell G L和Puccineli L等對半主動控制起落架進行了模擬試驗,結果表明在各種不同的工作狀況下,半主動控制起落架的有效載荷都能得到了不同程度的減小。
半主動控制起落架
在我國,北京航空航天大學的賈玉紅、楊國柱等人通過對半主動控制起落架的研究,建立了起落架的非線性振動數學模型和控制方程,用數值模擬方法對主動控制起落架和被動起落架的動態特性進行了比較,並對半主動控制起落架對飛機滑行性能進行了分析。結果表明,採用半主動控制技術可大大降低起落架的衝擊載荷和振動載荷,提高飛機的滑行性能。賈玉紅、劉鷹通過建立自校正控制起落架的非線性模型和系統的AR.MAX模型,對控制器進行了設計,結合系統結構和參數的辨識,實現了起落架的白校正控制。並通過數值模擬計算,分析了自校正控制起落架對於飛機滑行性能的改善。南京航空航天大學的聶宏、汪岸柳等人將磁流變阻尼器套用到起落架上,設計了串聯式、並聯式半主動控制起落架並在Matlab平台上對半主動控制起落架在著陸滑跑過程中的動力學進行了實時仿真。聶宏、呂祥生基於起落架系統的穩定性和魯棒性,採用自適應的控制方法對起落架系統進行設計,得到了起落架的控制模型。並套用最小控制綜合算法(Minimal Control Synthesis Algorithm)來描述飛機起落架系統,通過Matlab仿真軟體對採用自適應控制的起落架模型進行了仿真分析。

作用

對半主動控制起落架的分析研究表明,半主動控制起落架系統具有以下作用:
①可以將劇烈變化的載荷利用緩衝器“軟”系統很快吸收,從而使傳給機身的載荷減至最小;
②提高飛機在滑跑時應對凸起的能力,使機體能迅速恢復到平衡狀態;
③能夠陝速適應地面激勵的變化和載荷的變化,從而確保飛機在地面滑跑時的穩定性。

特點

半主動控制起落架具有如下特點:
1、具有類似於被動起落架的結構和原理,卻有接近於全主動控制起落架的性能。
2、結構簡單,操縱方便,實用性強。
半主動控制起落架與全主動控制起落架相比,其最大優點是工作時幾乎不消耗動力、結構簡單、經濟可靠,因此半主動控制起落架越來越受到人們的重視。

設計要求

半主動控制起落架的設計要求在起落架設計開始階段就考慮電傳控制系統對起落架動特性的影響,使起落架在各種載荷狀態下,通過機載計算機根據感測器的指令,按預定程式控制調整相應的起落架參數,從而使起落架傳遞到機體上的載荷變小,改善飛機著陸和滑跑性能。而其實際套用就是設計好新型的半主動控制阻尼裝置,並通過低功率的作動器作為起落架半主動控制阻尼裝置的反饋控制器。目前國外許多大型客機的起落架都已經實現了半主動控制設計,半主動控制技術已經顯示出了其強大作用。

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