CN108108526A - 一种起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法，属于起落架动力学分析技术领域，其包括：首先建立计算变油孔的流量系数公式，之后根据上述流量系数公式计算等效流量系数。本发明提供的缓冲器变油孔流量系数的计算方法，保证了缓冲器分析模型的准确建立，为起落架缓冲器模型建立提供了参考，计算方法操作简单而且准确可靠。
Description
技术领域
本发明属于起落架动力学分析技术领域，尤其涉及一种起落架缓冲器变油孔的流量系数的计算方法。
背景技术
现代战斗机在着陆时具有较大的(向下和向前)速度，加上整个飞机的质量，会产生较大的动能。通过抛阻力伞、打开减速板和起落架机轮的刹车使航向速度逐渐变小。对于垂向的动能及相应的冲击载荷，主要由飞机的起落架缓冲***承担。飞机的起落架缓冲***由缓冲器和轮胎组成。缓冲的实质就是把飞机的动能消耗在缓冲***(轮胎和缓冲器)和飞机结构(起落架、机翼、机身)的变形上。也可以说，在飞机着陆冲击中作用于起落架机轮上的外力(地面反力)使缓冲***发生变形作功，并耗散了飞机的动能。
起落架设计之初要进行缓冲性能计算分析，就是看起落架缓冲***是否具有吸收设计要求的功量的能力。在起落架缓冲器分析模型中有一个重要的物理参数，即油孔流量系数，对计算结果影响较大，且是无法通过直接测量来确定的。如何确定流量系数就成了缓冲器分析的重中之重。
发明内容
本发明的目的是为了解决起落架缓冲性能分析中需快速并且准确的给出缓冲器变油孔的流量系数的问题，而提供了一种变油孔流量系数的计算方法，与传统的“试凑”凭个人经验的方法相比，不仅操作简单而且准确可靠。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法，其包括：
第一：建立计算变油孔的流量系数公式
式中，k油孔变化对应的系数，d为油针内孔直径，l为油液通过油针的长度，λ为摩阻系数，s为缓冲器行程；
第二：根据流量系数计算等效流量系数
式中，n为变油孔数量。
进一步的，摩擦系数λ取值为0.015～0.016。
进一步的，摩擦系数λ取值为0.0153。
本发明提供的缓冲器变油孔流量系数的计算方法，保证了缓冲器分析模型的准确建立，为起落架缓冲器模型建立提供了参考，计算方法操作简单而且准确可靠。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1A为缓冲器原始状态示意图。
图1B为缓冲器正行程状态示意图。
图1C为缓冲器反行程状态示意图。
图2为变油孔油针结构示意图图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1A～图1C所示为三种状态的缓冲器结构，缓冲器包括外筒2、游动活塞3、柱塞4、反阻活门5、变油孔油针1及活塞杆6，缓冲器中由于采用了变油孔油针1的设计，因此在变油孔油针1结构形式如图2所示，起落架主油腔油针是按行程分段于周壁开孔的空心管，变油孔通油面积见表1。
表1变油孔通油面积
油孔流量系数控制油液阻尼力，直接影响仿真计算结果(包括垂直载荷、行程和缓冲***的效率等)，对仿真结果的影响非常明显。油孔流量系数与油液阻尼力关系如下：
式中，Cq为油孔流量系数，ρ为油液密度，A为油液有效作用面积，m为油孔面积与油液有效作用面积之比，Ad为油孔面积，Sh为缓冲器行程。
缓冲器由于采用了变油孔油针的设计方案，起落架主油腔油针是按行程分段于周壁开孔的空心管，变油孔通油面积见表1。
流量系数按阻尼长孔计算，公式如下：
式中：λ为摩阻系数，l为油液通过油针的长度，d为油针内孔直径。
当时，很小，可以略去，Cq＝0.82。
起落架缓冲器中油液流经油孔的长度随行程变化，的值较大,不可忽略。不同行程对应的流量系数公式如下：
其中：k(s)为油孔变化对应的系数。
油孔变化对应的系数k(s)计算方法为：
其中：F3——油针内孔面积，F2——油孔面积，s——缓冲器行程，l(s)——油针阻尼长度，L——缓冲器全行程。
在本发明中，摩擦系数λ取0.0153。
最后可求得等效流量系数Cq取整个行程中的均值：
利用本发明的计算方法计算各行程下的油孔流量系数见表2。
表2流量系数
采用本发明进行仿真分析，并与用常流量系数仿真分析的结果对比，见表3。采用常流量系数仿真分析的结果与试验数据均存在较大的差异。而采用本发明给出的流量系数进行仿真分析的结果与落震试验数据基本吻合，误差范围在5％以内，其取得了较为理想的结果，验证了计算方法的正确性。
表3计算结果对比
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法，其特征在于，包括：
第一：建立计算变油孔的流量系数公式
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mo>.</mo>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msqrt>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mn>0.49</mn>
<mi>k</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>s</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mi>&lambda;</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>s</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mi>d</mi>
</mfrac>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
式中，k油孔变化对应的系数，d为油针内孔直径，l为油液通过油针的长度，λ为摩阻系数，s为缓冲器行程；
第二：根据流量系数计算等效流量系数
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>q</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msubsup>
<mi>&Sigma;</mi>
<mn>0</mn>
<mi>n</mi>
</msubsup>
<msub>
<mi>C</mi>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mo>.</mo>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
</mrow>
式中，n为变油孔数量。
2.根据权利要求1所述的起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法，其特征在于，摩擦系数λ取值为0.015～0.016。
3.根据权利要求2所述的起落架缓冲器变油孔的流量系数计算方法，其特征在于，摩擦系数λ取值为0.0153。
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