Page 12 - 《振动工程学报》2025年第8期
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1652 振 动 工 程 学 报 第 38 卷
图 16 起落架扭转阻尼与滑跑速度临界稳定曲线对比
Fig. 16 Comparison of the critical stability curves for landing
gear torsional damping and sliding speed
图 18 起落架摆振试验系统
Fig. 18 The landing gear shimmy test system
到的稳定区域一致。将轮胎刚度系数增大 5%，稳
定区域对比图如图 17 所示，从图中可以看出，轮胎 振验证试验，试验模拟垂直载荷范围为 5~40 kN，
刚度提高同样的幅度，通过轮胎时滞模型计算的临
滑跑速度范围为 0~100 m/s。起落架在 38~56 m/s
界扭转阻尼提高更大，需要更大的阻尼抑制摆振。 速度区间，大载荷工况下发生摆振，振动频率在 27~
相对传统轮胎模型，时滞轮胎模型计算得到的起落 29 Hz 之间，随速度的升高而缓慢增大。将试验轮
架系统稳定性对轮胎刚度的变化更敏感。 胎换为尺寸一致，侧向刚度较小的轮胎，起落架在所
有垂直载荷与速度组合下没有发生摆振，说明轮胎
刚度变化对该起落架摆振稳定性影响较大，与时滞
轮胎模型分析结果相吻合。这说明本文构建的考虑
轮胎侧向变形模式动态变化的起落架摆振分析模型
可以较好地应用于工程实践。
7 结 论
传统轮胎摆振模型将侧向变形模式简化为固定
不变，而轮胎在摆振过程中与起落架侧向变形、扭转
图 17 起落架扭转阻尼与滑跑速度临界稳定曲线对比（轮胎
变形耦合，侧向变形模式实时变化。本文构建了一
刚度系数增大 5%）
种时滞轮胎模型并应用于起落架摆振分析，可考虑
Fig. 17 Comparison of the critical stability curves for landing
轮胎侧向变形模式实时动态变化。引入时滞参数，
gear torsional damping and sliding speed （the tyre
stiffness increased by 5%） 计算轮胎侧向变形波的传播，研究起落架‑轮胎耦合
摆振方程的稳定性。给出了轮胎单位长度刚度等参
数测试方法。将该模型应用于某型无人机起落架摆
6 摆振试验验证 振工程分析中，分析结果与试验结果吻合。最后研
究了关键参数变化对起落架摆振性能的影响。得出
摆振试验系统如图 18 所示，由提升系统、加载 结论如下：
系统、飞轮系统等组成。起落架通过夹具安装在试 （1） 通过时滞轮胎模型分析起落架摆振，计算
验台吊篮上，通过伺服加载系统模拟作用在轮胎与 得到的响应及稳定区域与传统轮胎模型、试验结果
起落架上的垂直载荷。通过无级调速的旋转大飞轮 一致，说明时滞轮胎模型可靠准确，可应用于起落架
模拟飞机滑跑速度，通过拉偏角施加初始干扰，模拟 摆振工程分析；
验证起落架在起飞和着陆滑行中受到初始干扰激励 （2） 相对于传统轮胎模型不能考虑轮胎运动状
后引起的飞机动态响应是否存在不稳定问题。同步 态对轮胎动特性的影响，本文构建的时滞轮胎模型
测量垂直载荷、侧向载荷、航向载荷、扭转载荷、偏转 突破了该技术局限，可考虑轮胎变形波的传播及与
角等动态响应。 起落架结构振动耦合；
将该型飞机起落架安装于摆振试验台，进行摆 （3） 在一定范围内提高起落架阻尼与降低轮胎
