起落架四點布局無人機著陸動力學(xué)分析

牟 丹，聶 宏，2，張 明，2

(1.南京航空航天大學(xué)飛行器先進(jìn)設(shè)計技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，江蘇南京 210016)(2.南京航空航天大學(xué)機械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點實驗室，江蘇南京 210016)

隨著無人機技術(shù)不斷發(fā)展，其越來越廣泛地應(yīng)用于民用和軍事方面。著陸階段是無人機飛行過程中的重要階段，同樣也是安全事故頻發(fā)的階段，飛機著陸過程中，起落架和機身都會受到強烈的沖擊載荷，這種沖擊載荷正是引起機身和起落架結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的重要因素［1］。因此，著陸過程中起落架和機身的動態(tài)響應(yīng)一直是飛機著陸動力學(xué)分析的重要課題。

國外對起落架四點布局無人機已經(jīng)有了一定的研究［2］，國內(nèi)相關(guān)研究較少。目前，對三輪布局無人機地面動力學(xué)的研究主要集中在前輪擺振穩(wěn)定性、滑跑穩(wěn)定性和地面轉(zhuǎn)彎操作等方面［3－5］。其中文獻(xiàn)［6］、［7］進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，但作者對模型進(jìn)行了簡化，仿真不是以六自由度模型為基礎(chǔ)。文獻(xiàn)［8］雖然建立了飛機地面滑跑模型，但沒有考慮起落架緩沖器運動特性。文獻(xiàn)［9］、［10］考慮了起落架緩沖器的數(shù)學(xué)模型，但忽略了輪胎側(cè)向特性，僅加入了輪胎縱向特性。

本文以起落架四點布局無人機為研究對象，建立了包含緩沖器模型、輪胎模型、氣動力模型的六自由度飛機動力學(xué)模型，對飛機不同著陸姿態(tài)進(jìn)行仿真分析，探討了不同著陸迎角、滾轉(zhuǎn)角對飛機過載及起落架和輪胎載荷的影響。

1 基本假設(shè)

本文所研究的起落架四點布局飛……