一种机场跑道端特性材料拦阻系统的设计方法

摘要

本发明提出一种机场跑道端特性材料拦阻系统的设计方法，通过拦阻材料的力学特性曲线确定拦阻材料力学特性；根据前一个时刻飞机起落架压入拦阻材料的深度，确定当前时刻起落架受到拦阻材料提供的力；通过起落架减震支柱的动态特性仿真描述起落架垂直方向的动态特性；通过飞机气动力仿真，确定当前时刻飞机受到的升力、阻力和俯仰力矩；通过飞机运动仿真，确定飞机的运动参数；仿真到飞机停止，确定停止距离、飞机运动参数及起落架的受力；最后判断是否调整拦阻系统设计方案。本发明在飞机停止距离的基础上，可准确计算飞机起落架所受的载荷，便于在拦阻系统设计中评估起落架的安全性，并给出满足设计要求的拦阻系统设计方案。

主权项

1.一种机场跑道端特性材料拦阻系统的设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：输入拦阻系统设计方案；所设计的拦阻系统包括后置段和拦阻床，后置段从跑道入口端到拦阻床起始端，拦阻床由拦阻材料铺设而成；步骤2：初始化飞机参数，通过飞机的质量特性仿真，确定飞机的质量、重心位置和飞机的俯仰惯性矩；飞机的质量M分三种情况：飞机的最大起飞重量、0.8倍的飞机最大着陆重量和飞机的运行空重；针对每种情况下的质量M确定一个飞机的俯仰惯性矩；步骤3：进行拦阻材料力学特性仿真，确定拦阻材料力学特性σ₀；步骤4：根据前一个时刻飞机起落架压入拦阻材料的深度，确定当前时刻起落架受到拦阻材料提供的垂直力和阻力；起落架包括前起落架和主起落架，分别针对前起落架和主起落架，首先确定该起落架受到的拦阻材料的阻力D：D=H*W*N*σ₀；其中，H表示前一个时刻该起落架的机轮压入拦阻材料的深度，W表示该起落架机轮的宽度，N表示该起落架的机轮个数；然后确定该起落架受到拦阻材料提供的垂直力F_y：若当前一个时刻该起落架的机轮压入拦阻材料的深度H小于该起落架的机轮半径R时，若前一个时刻该起落架机轮压入拦阻材料的深度H大于等于该起落架的机轮半径R时，F_y＝R*W*N*σ₀；步骤5：根据步骤4计算的起落架在当前时刻受到的垂直力，进行起落架减震支柱的动态特性仿真，确定当前时刻起落架减震支柱外筒受到的垂向支持力和内筒在垂直方向上发生的压缩量；步骤6：进行飞机气动力仿真，根据前一个时刻飞机的运动速度确定当前时刻飞机受到的升力、阻力和俯仰力矩；步骤7：进行飞机运动仿真，根据飞机当前时刻受到的升力、阻力和俯仰力矩，结合飞机动力学方程，确定当前时刻飞机的运动参数以及机轮压入拦阻材料的深度，飞机的运动参数包括位置、速度、加速度和加速度；步骤8：判断飞机是否已经被拦阻系统拦停，如果否，则转到步骤4；如果是，则执行步骤9；步骤9：输出停止距离、飞机运动参数及起落架的受力；步骤10：根据步骤9得到的结果判断当前拦阻系统设计方案是否满足设计要求，若不满足要求，则调整拦阻系统设计方案，然后转步骤1执行；若满足要求，则结束本次拦阻系统的设计，输出当前步骤1所输入的拦阻系统设计方案。