一種適用于垂直起降飛機的新型起落架設計

劉宇超

摘要：垂直起降飛機無須滑跑即可垂直起飛且能在空中懸停。根據這一特性，可在設計其起落架時，采用其他模塊來代替?zhèn)鹘y的輪胎設計。因此，可以賦予起落架除了起降功能外更多的功能，使飛機能執(zhí)行更多特定任務。本文以傾轉旋翼機的起落架為研究對象，主要側重于實現抓取貨物功能的起落架開發(fā)設計，首先介紹傾轉旋翼機的概念和其特點，并且從起落架外形、起落架的總體布局、動力裝置對其進行分析。本文結合了現有的理論成果，利用了3DMAX軟件，模擬設計了一款適用于垂直起降飛機且能實現抓取功能的特種起落架。并用AMESim模擬軟件模擬垂直收放時液壓機作動筒的收放運動過程。

關鍵詞：傾轉旋翼機;新型起落架;液壓系統;抓取

中圖分類號： TP311 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）31-0244-02

Abstract： Vertical take-off and landing aircraft can take off vertically without sliding and hover in the air. According to this characteristic， when designing its undercarriage， new modules can be used instead of the traditional tire design. Therefore， the undercarriage can be designed to have more functions than the take-off and landing， enabling the aircraft to perform more specific tasks. This paper takes the undercarriage of tilt-rotor aircraft as the research object， and mainly focuses on the design of the undercarriage that can grab the cargo. Firstly， the concept and characteristics of the tilt-rotor aircraft are introduced， and it is also analyzed the undercarriage on the appearance， ?overall layout， and its power plant. In this paper， combining the existing theoretical results， 3DMAX software is used to simulate the design of a new kind of undercarriage. It will be suitable for vertical take-off landing aircraft， and it is capable of grasping. And， AMESim software is used to simulate the working process of the hydraulic system.

Key words：tilt-rotor aircraft; a new kind of undercarriage; hydraulic system; grab

傾轉旋翼機是一種兼?zhèn)渲鄙龣C和固定翼飛機優(yōu)點的飛行器。它能垂直起降、懸停、前后側飛，同時也能高速飛行、遠航程飛行。其優(yōu)點包括：對起降環(huán)境和地形要求較低;能夠快速反應，迅速部署到指定地點;能夠同時運載中小型貨物和數名人員，滿足基本運輸需求。傾轉旋翼機可以在搶險救災等應急救援場景中起到關鍵作用，提供更快，更高效，更完備的救援方案。以美軍魚鷹V-22傾轉旋翼機為例，自服役至今，多次在實戰(zhàn)中表現出不俗的運輸能力。

我們小組著眼于賦予起落架更多功能的開發(fā)設計，主要著重于研究使起落架擁有抓取功能。

對一架飛機而言，起落架的主要功能就是在起飛、降落時，能使飛機安全平穩(wěn)地在飛行狀態(tài)和地面狀態(tài)間切換。一次飛行只用到兩次，但這兩次卻是必不可少的。在飛行過程中，即不考慮起飛和降落過程，起落架一般不做使用，那么在這段時間內，起落架有待開發(fā)的潛能。

因此，在起落架能夠滿足正常起飛、降落功能的條件下，我們小組基于傾轉旋翼機開發(fā)設計了一款能夠實現抓取貨物功能的起落架。即在飛機懸停時，利用起落架搬運貨物。相比傳統運輸方式，即飛機降落后才能搬運貨物，這樣既能節(jié)省了起飛和降落時消耗的大量航油以及其他資源，實現節(jié)能減排，又能極大地提高運輸效率，實現降低運輸成本。

1設計說明

1.1起落架的外形設計

此款起落架外形源自雪橇式起落架，但有很多不同。

視角從下到上來看：先是四個腳蹼似的觸地結構，每個觸地結構中有一根能伸出一定距離的、高剛度桿件。每個觸地結構采用固定鏈接方式與上部類似于傳統起落架的緩沖減震支撐筒相聯，緩沖減震支撐筒同樣采用固定連接的方式與上部起落架臺的兩根主梁之一相聯。起落架臺的兩根主梁與垂直收放液壓作動構件以固定鏈接形式相連接。垂直收放液壓構件以固定聯接的方式與飛機的主要承重梁相聯結。

1.2起落架各個部件設計說明

起落架由豎直收放液壓構件、起落架臺、油氣緩沖減震支撐筒、觸地勾取構件組成。材料均為高剛度、高強度的航空材料。

（1）豎直收放液壓構件：為了能夠使得飛機在執(zhí)行抓取任務時，能夠懸停在更高的位置，獲得更多的操作空間，我們設計了豎直收放液壓構件。在鎖定件與鎖定結構斷開的條件下，豎直收放液壓構件可以將起落架臺放下一定的距離。并且在將貨物運輸到目標地點后可以將起落架臺收回，使可控鎖定件與鎖定結構再次相掛鉤。