[发明专利]一种起落架应急断离销试验台及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体来说，是一种起落架应急断离销试验台及其试验方法。

背景技术

飞机起降滑跑过程是飞行事故的多发阶段，因此起落架系统是关系到飞机安全的关键系统之一。其设计被认为是飞机和事故之间最主要的纽带，在飞机的总体设计中占到至关重要的位置。为避免起落架的失效而引发周边机翼机身结构件的破坏，保护机翼油箱，防止失火爆炸，在起落架接头部位设计薄弱区作为应急断离的措施是现代民用飞机的主要手段之一，常见的薄弱结构为轴销的形式，因而称其为应急断离销。

美国联邦航空管理局（FAA）颁布的FAR25适航标准和中国民用航空管理局（CAAC）颁布的CCAR25适航标准都对起落架应急断离结构做了明确要求。其中，CCAR25部的305(a)条、(b)条规定应急断离结构应满足以下要求：即主起落架应急断离销能够承受限制载荷而无有害的永久变形，在直到限制载荷的任何载荷作用下，变形不得妨碍安全运行；且主起落架断离销能够承受极限载荷至少三秒钟而不破坏。同时还要满足当飞机坠撞时，断离销能够在机翼结构破坏前首先断离，从而不会导致起落架扯破机翼油箱造成燃油泄漏等危险。为此，西方民用飞机厂商的飞机主起落架都采用了多个断离销分多次依次断离的方式保证飞机坠撞的安全。

以某型的干线飞机为例，其起落架为前三点式布局，主起落架为并列双轮式，如图1所示，起落架前耳1与机翼后梁采用转动副连接，承受径向载荷；起落架后耳2铰接在起落架支撑梁上，承受轴向和径向载荷。

由于起落架要承受飞机起飞、着陆、滑行、转弯等机动，因此机轮胎面会受三个方向的外力的作用，这些载荷会产生弯矩，并通过主起落架支柱3传递到起落架前耳1与起落架后耳2上，最终由起落架前耳1与起落架后耳2以集中力的形式传递给机体。在极限载荷以上，起落架会逐步断离，存在多个断离点，而其中第一断离点的选择极为重要；下面对断离方案的设计进行介绍：

（1）断离方案一

将起落架前耳1位置的轴销设计为第一薄弱位置，起落架后耳2位置连接强度比最大断离载荷稍高。由此，起落架前耳1在达到断离载荷下首先断裂，其载荷转移到起落架后耳2及侧撑杆4上，在大弯矩下，整个起落架在起落架后耳2位置撬断起落架支撑梁后甩出。

（2）断离方案二

起落架后耳2位置的轴销设计为第一薄弱位置，起落架前耳1位置连接强度比最大断离载荷稍高。起落架后耳2位置的轴销在断离载荷下首先断裂；其载荷转移到起落架前耳1位置轴销及侧撑杆4上，起落架前耳1与机翼后梁采用转动副连接，有可能直接从机翼后梁脱落，也有可能某些部分被卡住，从而把机翼后梁撬坏，进而损坏机翼结构。从而方案二的可行性遭到质疑，因而选用断离方案一，即起落架前耳1位置轴销为第一薄弱位置。

在断离方案一中，由于起落架前耳1直接与机翼后梁连接，因此将起落架前耳1位置轴销设计为第一断离点后，当轴销的强度低于机翼后梁及附近主承力构件的强度时，可以保证起落架断离时机翼翼盒主承力结构不发生破裂。针对断离方案一，为满足适航要求，需要设计起落架应急断离销的试验方案，对应急断离销进行试验。

根据《飞机起落架强度设计指南》，飞机起落架落震试验是在地面专门试验设施上进行模拟飞机着陆撞击地面的一种动力特性试验，是飞机起落架缓冲器设计的关键环节。飞机起落架设计，需要通过一系列落震试验得到起落架的各项参数，如位移、载荷、加速度、力和应变等来确定起落架的状况，从而选择合适的油孔尺寸和型式，以及调整缓冲系统内部充填参数，从而使缓冲器性能达到设计要求。同时通过试验也可以检验起落架过载，轮胎行程以及起落架结构的强度、刚度是否达到预期要求。

而落震试验属于冲击试验的一种，载荷经历的时间为0.01s量级，无法准确模拟断离销的承载状态，同时断离销限制载荷试验，极限载荷试验和断离载荷试验都需要有一个加载过程，而落震试验台无法准确模拟整个加载过程。此外，前耳轴断离销的受力是悬臂形式，受到弯矩和剪切力作用，不是冲击试验的纯剪切形式的受载。

发明内容

为了解决现上述问题，本发明提出一种起落架应急断离销试验台及其试验方法，可用于起落架应急断离销的限制载荷试验、极限载荷试验和断离载荷试验。以满足中国民用航空管理局（CAAC）颁布的《运输类飞机适航标准》对起落架应急断离结构的要求。

本发明一种起落架应急断离销试验台，包括机架、载荷放大臂、加载作动器、测力传感器、起落架前耳模拟件、轴承模拟件。

所述机架为框架结构；顶部具有轴承模拟件安装平面，轴承模拟件安装平面上开有试件定位孔。