科技論文關于輕型飛機起落架適航符合性的試驗驗證方法

　　起落架是航空器下部用于起飛降落或地面(或水面)滑行時支撐航空器并用于地面(或水面)移動的附件裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機的部件，因此它是飛機不可分缺的一部份;沒有它，飛機便不能在地面移動。當飛機起飛后，可以視飛機性能而收回起落架。以下是小編為您整理的科技論文，關于輕型飛機起落架適航符合性的試驗驗證方法，以便于您學習和參考。
 

　　適航規章制度是飛機運營必須遵守的安全標準，輕型飛機要進入市場，必須使用各種方法驗證其對于適航條款的符合性。驗證方法包括工程評審、試驗、檢查和設備鑒定等。對于起落架的結構部分，試驗是必須使用的驗證方法。起落架系統是輕型飛機的重要系統之一，其性能對飛機起降過程中的安全至關重要。因此，起落架系統在飛機設計和適航驗證中具有舉足輕重的地位。ASTM-F2245《Standard Specification for Designand Performance of a Light Sport Airplane》，是國際公認的輕型飛機適航審定標準。

 

　　1 載荷估算

 

　　起落架的載荷主要是飛機在各種姿態下的著陸過程中，地面對機輪的支持力和摩擦力。例如對于前三點式起落架，ASTM-F2245 中給出了基本著陸狀態下起落架機輪上的載荷，包括3 種姿態：帶斜反力的水平著陸狀態、前輪稍離地面的水平著陸狀態和尾沉著陸狀態。。基本著陸狀態下，機輪過載系數n 按下列公式計算：

 

　　N=(h+d/3)/(ef*d)+2/3

 

　　公式中的墜落高度h 和減震器效率ef 均有明確的計算公式或數值。總緩沖行程d 需要做進一步的探討。

 

　　飛機起落架的總緩沖行程，是起落架在接地過程中，機輪輪胎的壓縮距離和緩沖器(液壓式、彈簧式或板簧式)的壓縮距離之和，都與著陸過程中的機輪載荷有關，即與n 有關。總緩沖行程d 越大，過載系數n 就越小，因為緩沖行程越大，就說明起落架通過變形吸收的能量越多，所以結構的承載就越小。

 

　　結合工程實際，需要先假定起落架的總緩沖行程，需要考慮的是當起落架達到這個緩沖行程時，整個飛機上除了機輪外的任何部分，都與地面保持一定的安全距離，特別是螺旋槳槳尖和機身尾部。

 

　　按照假定的總緩沖行程d 和過載系數n 的計算公式，能夠計算出起落架機輪的載荷大小。需要篩選出各個方向上最大的載荷數值，以及它們是否同時發生，進而得到最嚴重工況的載荷。

 

　　2 結構設計

 

　　按照飛機總體和重量等設計要求進行起落架的結構設計，根據型號對應的原則要求進行強度和剛度的分析計算，第1 節中得到的最嚴重工況載荷，即為計算的必要輸入條件之一。

 

　　結構設計按照方案設計、打樣設計和詳細設計三個階段進行，最終把設計圖紙給制造部門，用于生產裝配。

 

　　3 試驗件制造

 

　　起落架的適航符合性驗證，需要先制造出試驗件并進行靜力試驗。適航部門會監督和檢查試驗件的制造是否與設計圖紙相符。

 

　　4 靜力試驗

 

　　按照起落架的最嚴重工況載荷狀態設計靜力試驗，考慮工程實際，采取適宜措施，將加載誤差控制在允許范圍內，并保證起落架結構的約束狀態能夠充分模擬真實情況。

 

　　按照ASTM-F2245 中的強度和變形要求作為試驗結果的評定準則。例如要求結構必須能夠承受限制載荷而無有害的永久變形，以及必須至少能夠承受三秒鐘的極限載荷等等。通過了靜力試驗，即表明起落架結構的強度和剛度符合適航條款要求。

 

　　5 迭代優化

 

　　靜力試驗還需要測量起落架的變形，結合測量結果和有關的計算方法，可以得到起落架的實際總緩沖行程實際d ，將其與第1 節中估算的d 相比較，如果誤差在允許的范圍內，即表明起落架結構的設計符合預期，適航驗證工作可以轉入下一階段。否則，表明設計不合理，要修改結構參數，適航驗證工作退回到第1 階段載荷估算。如此往復，迭代優化直至總緩沖行程符合設計預期。

 

　　6 飛行試驗

 

　　對于起落架系統，飛行試驗是為了驗證起飛和著陸過程中的功能性和安全性，以及使用壽命和舒適性等。通過了飛行試驗，即表明了起落架結構符合適航條款中的飛行要求。

 

　　7 適航審定

 

　　按照適航管理政策及適航標準，適航審定部門會對起落架的試驗及其它符合性驗證過程和結果進行審查，批準起落架的設計文件、適航驗證文件及生產文件。至此，起落架部分的適航工作便全部完成。

 

　　8 結束語

 

　　本文以適航規章ASTM-F2245 為基礎，介紹如何采用試驗方法來進行輕型飛機起落架的適航符合性驗證，重點介紹了載荷估算和迭代優化的過程，初步總結了輕型飛機起落架適航符合性驗證的程序和方法。

 

　　參考文獻：

 

　　[1] 曹繼軍，張越梅，趙平安.民用飛機適航符合性驗證方法探討[J].民用飛機設計與研究，2008(4)：37-41.

 

　　[2] ASTM-F2245 . Standard Specification for Design andPerformance of a Light Sport Airplane . AmericanSociety for Testing Material.