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关于起飞滑跑中起落架摆振的分析

2019-01-11

  作者曾经在驾驶空客A330飞机起飞低速滑跑中遇到起落架摆振明显但持续时间不长,在90节前摆振现象消失。通常飞行员经常会在低速滑行中遇到起落架轻微摆振现象。

  摆振是起落架的一种自激振动,它是由起落架结构或轮胎的侧向弯曲变形和扭曲变形之间的某种耦合引起的。振动开始是机轮有小的角位移(转向),飞机在滑行和滑跑的过程中飞行员会用转弯手轮或方向舵控制飞机方向,这时飞机沿着跑道保持它原来的轨迹。如果侧向弯曲变形滞后于扭转变形,轮胎上的摩擦力将使轮胎恢复到无位移位置,但超过中立到有限位移之外将会引起相反方向摩擦力的产生。

  在摆振速度时,不管起落架有什么样的固有结构阻尼,飞机的向前运动都能激起这样的振动,该振动可以迅速发散导致飞机结构的严重破坏的强烈大幅度位移。起落架几何特性是摆振的重要因素之一。例如,四轮小车式起落架在抗扭刚度方面要优于两轮起落架,A330飞机主起落架是四轮小车式而前轮是两轮起落架结构,所以A330发生摆振时往往是由前轮引起的。

  分析起落架抵抗摆振的能力主要取决于以下因素:

  起落架侧向弯曲频率

  起落架扭转频率

  起落架频率比

  机轮有效稳定距

  起落架侧向弯曲率是它侧向位移的频率,当该频率减小时,为使起落架稳定,要求更高的稳定性和阻尼。起落架的扭转频率是它绕自身垂直轴扭转或旋转的频率。起落架频率比定义是扭转频率和侧向弯曲频率之比,频率比表明总的起落架稳定性。机轮有效稳定距是起落架扭转轴和机轮中心之间的距离,机轮有效稳定距减小时,起落架变得更稳定。

  摆振分析使用的运动方程是复杂的,包括如结构阻尼、轮胎刚度等许多因素,通常飞机制造厂商会对任何新飞机型号都要进行摆振试验以保证飞机在低速和高速滑跑都不会出现不可接受的摆振现象。

  在《飞行机组技术手册》里面强调大于100节后前轮振动不应该中断起飞,除非在V1前20节到V1之间的这段时间轮胎碎片造成发动机的明显波动。低于100节时:1.中断起飞由机长根据情况决定;2.如果触发了任何ECAM警告或警戒,机长应认真考虑中断起飞。

  所以飞机在100节前出现摆振时机长应识别摆振性质,判断是否可以接受,如果方向控制困难应果断中断起飞,防止飞机在大速度出现方向不可控的现象发生。


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