民用飞机主起落架单侧撑杆和双侧撑杆的权衡研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 民用飞机主起落架单侧撑杆和双侧 撑杆的权衡研究 【摘 要】本文通过多方面权衡 比较主起落架单侧撑杆和双侧撑杆，为 主起落架结构形式选择提供一定参考。 中国论文网 /8/view-12929471.htm 【P 键词】主起落架；单侧撑 杆；双侧撑杆 【Abstract】This paper provides a reference for the selection of main landing gear structures through main landing gear single stay and dual stay trade off. 【Key words】Main landing gear；Single stay；Dual stay -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 侧撑杆的发展趋势 主起落架侧撑杆的作用是提供受 力支撑和载荷传递1。随着技术发展， 民用飞机主起落架侧撑杆形式主要有两 种：双侧撑杆和单侧撑杆，如图 1 所示。 至于具体采用哪种形式，需要从多方面 进行权衡研究。 2 方案对比 双侧撑杆与单侧撑杆方案从以下 几个方面进行比较： a）综合重量 对于碳纤维复材机翼，从飞机级 角度来说，后翼梁采用更多的连接点从 而单个连接点承受更少载荷更有利。为 了承受主起落架传递的载荷，后翼梁和 蒙皮的厚度必须要增加。相对于金属机 翼，碳纤维复材机翼的厚度过渡区域更 大，从而会削弱复材机翼的重量优势。 因此，如果采用复材机翼，会偏向于选 择双侧撑杆方案。 对于金属机翼，由于铝合金过渡 区域非常小，两种方案区别不大。因此， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 综合重量的权衡在于机翼材料的选择。 从飞机级角度来说，复材机翼搭配双侧 撑杆起落架比金属机翼搭配单侧撑杆起 落架重量更轻。 b）成本 双侧撑杆方案较单侧撑杆方案相 比，在研发及系统集成试验和机上地面 试验等试验验证方面更为复杂，所以需 要的费用相对较高。 c）载荷传递 主起落架与飞机的连接点有两种 形式：主起梁和主起肋。主起梁位于后 翼梁和机身一侧区域。前支撑点位于后 翼梁，后支撑点位于主起梁。考虑载荷 和空间包线，主起梁通常采用钛合金或 者铝合金。主起梁的优势之一是可以把 轴的载荷通过 3 个连接点传递到飞机。 主起肋通过悬臂方式与后翼梁相连，前 后支撑点都位于主起肋。这种方式的优 点是可以减小主起连接点的体积，缺点 是轴的载荷全部集中于后翼梁相对较小 的区域，容易产生应力集中。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 单侧撑杆主起落架与机体有 3 个 连接点：前支柱连接点，后支柱连接点 和单支撑连接点，如图 2 所示。单侧撑 杆既可以选择主起梁也可以选择主起肋 与机身相连接。 双侧撑杆主起落架与机体有 4 个 连接点：前支柱连接点，后支柱连接点， 前支撑连接点，后支撑连接点，如图 3 所示。现在所有的双侧撑杆主起落架都 是采用主起梁形式。双侧撑杆相对于单 侧撑杆，增加了一个后侧撑杆，主要的 优势是降低轴连接载荷。采用正确的支 撑角度和轴连接构型，可以降低 50%左 右的轴连接载荷。目前最新的采用碳纤 维复材机翼的空客 A350 和波音 B787 飞机都采用了双侧撑杆搭配主起梁的形 式。主起梁形式可以降低后翼梁的载荷， 从而降低机翼梁和飞机蒙皮的制造难度， 最大程度发挥复材机翼相对于金属机翼 的重量优势。双侧撑杆起落架的缺点是 载荷不确定，需要考虑所有相关组件的 刚度，避免内部应力产生。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 d）适航要求 主起落架的设计要满足应急断离 适航条款要求。即为了降低灾难危害程 度，减少人员伤害，在主起落架和机翼 连接处采用应急断离设计。当起落架承 受载荷过大时，起落架和机翼分离，保 护机翼油箱，避免发生火灾，危及乘客 人身安全2。在应急断离方面，单侧撑 杆和双侧撑杆为了满足适航要求，都有 各自的设计难点。 e）收起空间 两个方案相比，主起的收起空间 并没有大的区别。主要区别在于主起梁 和主起肋的选择，单侧撑杆搭配主起肋 的形式需要较浅的机翼空间；双侧撑杆 搭配主起梁的形式需要更深的空间容纳 主起梁和增加的后侧撑杆。因此，两种 形式需要不同设计来实现最大空气动力 学效率。 f）备份放 当正常放起落架失效时，起落架 需要通过备份能源进行起落架和舱门开 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 锁，通过重力和空气动力进行放轮，最 终通过锁连杆和弹簧进行锁定。对于单 侧撑杆，实现相对容易；对于双侧撑杆， 需要考虑前侧撑杆和后侧撑杆同步锁定， 问题相对而言较为复杂。为了保证备份 放系统的可靠性和鲁棒性，需要通过地 面起落架系统集成试验和飞行试验进行 调整。 3 现役机型 现役机型对两种方案的应用情况 如表 1 所示。最新的宽体飞机空客 A350 和波音 B787 都采用复材机翼搭配 双侧