起落架落震试验机轮瞬态冲击转速的测试方法

第２０卷

２００５薤实验力学Ｖ０１．２０２００５Ｊ（）ＵＲＮＡＬＯＦＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＭＥＣＨＡＮｌＣＳ

起落架落震试验机轮瞬态冲击转速的测试方法＋

吴大方，李永亭，王永海，宋昊

（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京１０００８３）

摘要：飞机起落架落震试验中，机轮触台时的瞬态转速变化的测试数据对起落架安全设计和强

度研究有着重要的意义。本文针对机轮在高速旋转冲击下，震动强烈并且瞬态转速变化范围大

的特点，设计了非接触式机轮转速测试系统。采用Ｍ／Ｔ转速测量方法，实现了机轮在触台全过

程中瞬态转速的准确测量。

关键词：起落架；落震试验；瞬态转速；动态测试

中图分类号：Ｖ２１６．２文献标识码：Ａ

１引言

飞机起落架落震试验中，机轮在冲击触台瞬间的转速动态变化，是研究起落架受冲击载荷与功量吸收的关键参数，对飞机的安全设计有着非常重要的意义［１］。飞机起落架落震试验，一般采用水平运动模拟方式或者立柱式落震试验方式。由于水平运动模拟方法的试验成本高、试验场地巨大，我国采用立柱式落震试验方式［２］。立柱式落震试验中，需预先用带转摩擦轮将机轮带转加速，使机轮外沿切向线速度与飞机着陆时的水平速度大小相等、方向相反，然后启动投放装置，使起落架沿滑轨垂直下落。由于机轮冲击着地瞬间的突发性和机身的巨大重量使得机轮转速变化的范围非常大，在零点几秒的时间内机轮转速从每分钟几千转减至零转，由于巨大摩擦力的作用使机轮在触台后的转动不到半周随即停止。起落架着地瞬间受到的高速冲击，会使起落架产生几十毫米甚至几百毫米的大范围弹性冲击位移与剧烈的震动，试验测试环境恶劣，因此难于在高速旋转并拌有强烈冲击振动的机轮上安装测试传感器。目前国内以及俄罗斯均未能在起落架落震试验过程中，对起落架着地瞬间机轮转速的动态变化过程进行有效而准确的测量与记录。

本文运用非接触式测试方法建立瞬态转速测试系统，将光电传感器安装在飞机起落架上，针对机轮触台前后转速变化范围大的特点，采用了Ｍ／Ｔ转速测量方法，对落震试验中机轮触台前、后转速的动态变化过程进行实时、准确的测量与记录。

２机轮转速测量系统的组成与工作原理

起落架机轮瞬态转速测试系统的构成如图１所示。采用直射式光电传感器测量机轮的转速，本试验使用的光电传感器的红外发射部分与接收部分为一体结构，整体重量较轻（重１８克），对起落架不会增加太多的附加质量。光电传感器通过联结部件固定在机轮的轮轴上。在图２所示的高强度铝合金圆盘上加工出等间隔的透光光栅，光栅带有一定锥度为凿形。当机轮转动时，利用光栅盘的透光性，使光电传感器可接收到随转速快慢变化的光脉冲信号，并将光脉冲变成电脉冲，将光电传感器在单位时间内接收到的脉冲信号数量或将两个相邻脉冲之间的时间间隔记录下来。由于光栅铝盘上的凿形透光孔是等角度的，两个光栅透孑Ｌ之间的转角为恒定的常量，于是可以通过计算机记录机轮在冲击过程中每一瞬间的转速及其变化情况，进而给出冲击过程中机轮的转速变化曲线。＊通讯作者：吴大方（１９５０一），男，教授，博士生导师。研究方向：实验力学，智能结构的主动控制。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｄｆｌ９５０＠１６３．ｃｏｍ

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