[發明專利]一種起落架應急斷離銷試驗臺及其試驗方法

有效

• 申請號: 201310581298.5
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103630346A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 范祺鋒;王燕;李源;張韜;李書
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及一種試驗裝置，具體來說，是一種起落架應急斷離銷試驗臺及其試驗方法。

背景技術

飛機起降滑跑過程是飛行事故的多發階段，因此起落架系統是關系到飛機安全的關鍵系統之一。其設計被認為是飛機和事故之間最主要的紐帶，在飛機的總體設計中占到至關重要的位置。為避免起落架的失效而引發周邊機翼機身結構件的破壞，保護機翼油箱，防止失火爆炸，在起落架接頭部位設計薄弱區作為應急斷離的措施是現代民用飛機的主要手段之一，常見的薄弱結構為軸銷的形式，因而稱其為應急斷離銷。

美國聯邦航空管理局（FAA）頒布的FAR25適航標準和中國民用航空管理局（CAAC）頒布的CCAR25適航標準都對起落架應急斷離結構做了明確要求。其中，CCAR25部的305(a)條、(b)條規定應急斷離結構應滿足以下要求：即主起落架應急斷離銷能夠承受限制載荷而無有害的永久變形，在直到限制載荷的任何載荷作用下，變形不得妨礙安全運行；且主起落架斷離銷能夠承受極限載荷至少三秒鐘而不破壞。同時還要滿足當飛機墜撞時，斷離銷能夠在機翼結構破壞前首先斷離，從而不會導致起落架扯破機翼油箱造成燃油泄漏等危險。為此，西方民用飛機廠商的飛機主起落架都采用了多個斷離銷分多次依次斷離的方式保證飛機墜撞的安全。

以某型的干線飛機為例，其起落架為前三點式布局，主起落架為并列雙輪式，如圖1所示，起落架前耳1與機翼后梁采用轉動副連接，承受徑向載荷；起落架后耳2鉸接在起落架支撐梁上，承受軸向和徑向載荷。

由于起落架要承受飛機起飛、著陸、滑行、轉彎等機動，因此機輪胎面會受三個方向的外力的作用，這些載荷會產生彎矩，并通過主起落架支柱3傳遞到起落架前耳1與起落架后耳2上，最終由起落架前耳1與起落架后耳2以集中力的形式傳遞給機體。在極限載荷以上，起落架會逐步斷離，存在多個斷離點，而其中第一斷離點的選擇極為重要；下面對斷離方案的設計進行介紹：

（1）斷離方案一

將起落架前耳1位置的軸銷設計為第一薄弱位置，起落架后耳2位置連接強度比最大斷離載荷稍高。由此，起落架前耳1在達到斷離載荷下首先斷裂，其載荷轉移到起落架后耳2及側撐桿4上，在大彎矩下，整個起落架在起落架后耳2位置撬斷起落架支撐梁后甩出。

（2）斷離方案二

起落架后耳2位置的軸銷設計為第一薄弱位置，起落架前耳1位置連接強度比最大斷離載荷稍高。起落架后耳2位置的軸銷在斷離載荷下首先斷裂；其載荷轉移到起落架前耳1位置軸銷及側撐桿4上，起落架前耳1與機翼后梁采用轉動副連接，有可能直接從機翼后梁脫落，也有可能某些部分被卡住，從而把機翼后梁撬壞，進而損壞機翼結構。從而方案二的可行性遭到質疑，因而選用斷離方案一，即起落架前耳1位置軸銷為第一薄弱位置。

在斷離方案一中，由于起落架前耳1直接與機翼后梁連接，因此將起落架前耳1位置軸銷設計為第一斷離點后，當軸銷的強度低于機翼后梁及附近主承力構件的強度時，可以保證起落架斷離時機翼翼盒主承力結構不發生破裂。針對斷離方案一，為滿足適航要求，需要設計起落架應急斷離銷的試驗方案，對應急斷離銷進行試驗。

根據《飛機起落架強度設計指南》，飛機起落架落震試驗是在地面專門試驗設施上進行模擬飛機著陸撞擊地面的一種動力特性試驗，是飛機起落架緩沖器設計的關鍵環節。飛機起落架設計，需要通過一系列落震試驗得到起落架的各項參數，如位移、載荷、加速度、力和應變等來確定起落架的狀況，從而選擇合適的油孔尺寸和型式，以及調整緩沖系統內部充填參數，從而使緩沖器性能達到設計要求。同時通過試驗也可以檢驗起落架過載，輪胎行程以及起落架結構的強度、剛度是否達到預期要求。

而落震試驗屬于沖擊試驗的一種，載荷經歷的時間為0.01s量級，無法準確模擬斷離銷的承載狀態，同時斷離銷限制載荷試驗，極限載荷試驗和斷離載荷試驗都需要有一個加載過程，而落震試驗臺無法準確模擬整個加載過程。此外，前耳軸斷離銷的受力是懸臂形式，受到彎矩和剪切力作用，不是沖擊試驗的純剪切形式的受載。

發明內容

為了解決現上述問題，本發明提出一種起落架應急斷離銷試驗臺及其試驗方法，可用于起落架應急斷離銷的限制載荷試驗、極限載荷試驗和斷離載荷試驗。以滿足中國民用航空管理局（CAAC）頒布的《運輸類飛機適航標準》對起落架應急斷離結構的要求。

本發明一種起落架應急斷離銷試驗臺，包括機架、載荷放大臂、加載作動器、測力傳感器、起落架前耳模擬件、軸承模擬件。

所述機架為框架結構；頂部具有軸承模擬件安裝平面，軸承模擬件安裝平面上開有試件定位孔。