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GB／T 38918-2020 民用飞机起落架结构设计与仿真

GB/T 38918—2020

Civil airplane landing gear structure design and simulation

国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会

GB/T38918—2020

GB／T 51331-2018 煤焦化焦油加工工程设计标准范围 规范性引用文件 术语和定义 基本要求 4.1 概述 4.2 总体布局 4.3 结构形式 4.4 结构承载 4.5 材料选择 4.6 维护性 详细要求 5.1 缓冲器设计 5.2 收放机构 仿真 6.1 一般要求 6.2仿真内容 6.3仿真结果评估

GB/T38918—2020

本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国航空器标准化技术委员会（SAC/TC435)提出并归口。 本标准起草单位：中国商飞上海飞机设计研究院、中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所、中 航通飞研究院有限公司、中国航空综合技术研究所、航空工业金城南京机电液压工程研究中心。 本标准主要起草人：张璞、王哲、李学常、王咏梅、郭仕贤、夏晓理、周小平、王宁、吴灿辉、章建华 汪森。

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民用飞机起落架结构设计与仿真

本标准规定了民用飞机起落架结构设计的基本要求、详细要求和仿真要求。 本标准适用于民用飞机起落架（以下简称起落架)结构设计及仿真，其他飞机可参考使用

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 中国民用航空规章第25部（运输类飞机适航标准）（CCAR25）中华人民共和国交通运输部令2016年 第19号

下列术语和定义适用于本文件， 3.1 起落架 landinggear OV 用于飞机起飞、着陆、地面滑行和停放的装置，一般由支撑结构、缓冲器、收放机构、转弯机构、机轮 刹车装置等组成 3.2 起落架结构 landinggearstructure 用于承担并传递飞机地面载荷的起落架部件，一般由起落架支柱、缓冲器、车架、轮轴、撑杆、以及收 放机构、转弯机构、锁机构、液压作动简等部件组成 3.3 缓冲器shockabsorber 用于起落架在飞机起降、滑行过程中吸收飞机下沉冲击能量的装置。 3.4 行程stroke 缓冲器的压缩量。 3.5 反弹阻尼器 recoil snubber 安装在缓冲器内用于控制起落架伸长速度的阻尼器。 3.6 下位锁downlock 在起落架处于放下位置时，用于锁住起落架的机构或装置。 3.7 上位锁uplock 在起落架处于收上位置时，用于锁住起落架的机构或装置

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缓冲支柱shock strut

起落架结构主要功能是在飞机着陆时吸收着陆能量，在飞机进行地面机动时支撑飞机。为了减低 飞机气动阻力与噪声，降低油耗，提升经济性，起落架一般设计为可收放式起落架。起落架结构约占飞 几最大起飞重量的3%～6%，它是飞机结构的一部分。起落架结构一般按照安全寿命设计，与机体同 寿命，同时应综合考虑起落架的机构可靠性、耐久性、维修性、安全性和经济性等方面的要求

起落架的布局形式分为前三点、后三点等形式，目前常选用前三点式，并可根据飞机的重量、轮胎承 载、漂浮性等要求，考虑采用多支柱式。 起落架轮胎的布置应满足飞机跑道漂浮性的要求，以及轮胎、机轮刹车组件易更换的要求。按每 起落架上的轮胎数量及其布置情况，常见的起落架有单轮式、并列双轮式、双串列四轮小车式、双三串六 轮式等，如图1所示，

图1常见起落架轮胎布置

起落架总体布局设计是一个反复迭代的过程，其基本要求如下： a）根据飞机重心位置，初步确定主起落架位置，一般主起承载比例应不小于90%； b）主起落架接地点位置应考虑擦地角、防倒立角，以及前起落架折断时，发动机短舱是否允许氟 地的要求，同时考虑短舱离地要求确定； 起落架的展向位置应根据机翼位置、起落架长度和收放要求确定，并考虑侧翻角的影响 前起落架接地点位置应考虑前起承载（一般不小于4%）和转弯半径要求确定； 起落架布局还应考虑飞机轮舱开口位置，构件布置，起落架接头和交点位置，起落架高度引走 的载荷和重量变化等因素

起落架应具有足够的结构承载能力，以满足飞机在起飞、着陆、以及地面操作情况下可能遇到的 荷工况的组合，包括单个轮胎漏气或者缓冲支柱失效的情况；应能够承受所有地面操作环境，包 运营所允许的极端环境温度和跑道条件

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起落架材料选择要求如下： a）应按经适航认可的专业标准或经飞机主制造商批准的材料选用目录进行选择； b）应满足起落架使用功能、使用条件和使用部位的要求； c）应根据承载和使用环境选择合理的热处理和表面处理方法； d）应综合考虑材料的强度、重量、设计空间和经济性等要求； e）应考虑可制造性，并与其他结构材料选择相匹配。

起落架结构维护性要求如下： 应在合适的位置上设计顶起点，以便在不顶起飞机情况下拆装机轮； 6）宜在缓冲支柱上设置备用密封装置，以便在主密封失效时启用备用密封： c）起落架的运动接头和重要承载接头应设置有润滑通道； d）起落架上的充气嘴、充油嘴、润滑嘴应布置在易于接近的位置，并留有足够的空间； 起落架的充气嘴、充油嘴、润滑嘴应选用标准件； 在铰接处和磨损表面应留有修理余量； g）应考虑起落架装配、机上安装和维护的通道： 应按照飞机需求设计牵引和系留接口； 易损件应考虑检修周期的要求

起落架结构维护性要求如下： a 应在合适的位置上设计顶起点，以便在不顶起飞机情况下拆装机轮； b）宜在缓冲支柱上设置备用密封装置，以便在主密封失效时启用备用密封； c） 起落架的运动接头和重要承载接头应设置有润滑通道； d）起落架上的充气嘴、充油嘴、润滑嘴应布置在易于接近的位置，并留有足够的空间； 起落架的充气嘴、充油嘴、润滑嘴应选用标准件； 在铰接处和磨损表面应留有修理余量； 应考虑起落架装配、机上安装和维护的通道； 应按照飞机需求设计牵引和系留接口； 易损件应考虑检修周期的要求

GB／T51379-2019 岩棉工厂设计标准及条文说明5.1.1缓冲器设计一般原则

缓冲器设计要求如下： a） 应充分吸收飞机着陆时的能量，以便在飞机以设计规定的重量和下沉速度着陆情况时，不超过 设计的过载值（包括使用过载和储备功过载），并且结构不会失效 b） 应在所有工作载荷和温度范围内不会发生触底， c） 应有一定的安全余度，在使用过程中缓冲器压缩行程不能超过设计规定值。 d） 详细设计应考虑如下因素： 1） 当量质量和下沉速度； 2） 起落架过载； 3 空气作用和排气面积的计算； 4） 起落架的阻尼和反弹阻尼； 5） 轮胎的工作特性和缓冲性能 e) 应规定使用的充填介质；充填介质应不引起腐蚀，也不助燃。 f 在起落架放下后，应在一定的时间范围内完成内腔之间的液体的流动，并达到所要求的功能， g） 应满足飞机各种设计状态下的着陆、连续多次起降飞行时吸收着陆撞击能量的要求。 h 摩擦特性不应引起缓冲支柱（器）内部有害的轴套摩擦力和密封圈摩擦力，不应出现卡滞现象 i) 应进行性能优化仿真，具体要求见6.2.1

应根据CCAR25.723进行落震试验

飞机起落架缓冲器活塞的尺寸应由单个起落架上的地面作用力和停机情况下缓冲支柱的内压力确 定。对于支柱式起落架，最大停机载荷下的初始静压力宜为10.34MPa～17.24MPa（1500psi~ 2500psi)。 对于摇臂式起落架，由于在同样的地面载荷下，缓冲器上的载荷由于摇臂作用而被机械放大，因而 这种起落架的缓冲器压力更高一些，这不仅是因为其载荷更大，而且可以减小缓冲器尺寸以便获得更佳 的安装空间。缓冲器最大静压力宜不超过17.24MPa(2500psi），以使其与20.68MPa3000psi)氮气 充气瓶的压力相适应。 缓冲器的初始压力应能在起落架收起状态维持缓冲支柱处于全伸长状态，但缓冲器初始压力不宜 过高，以避免较高的初始压缩载 及触发接地信号要求

根据CCAR25的规定，升力等于重力，由式（1）可得

起落架缓冲器的结构行程在式（2)的基础上，还应考虑以下因素： 1）起落架缓冲支柱的安装倾角和飞机擦尾角的影响； b）考虑起落架低温触底情况，应预留适当的行程（宜为25mm）； ）缓冲器使用行程一般不超过结构行程的90%。

缓冲器的效率应满足以下要求：

SL 221-2019 中小河流水能开发规划编制规程GB/T38918—2020

a）当缓冲支柱实际行程超过5.1.3定义的行程时，缓冲器效率可达到最低值； b）按下列公式用落震试验所得到的数据确定的效率，对于可变限油孔的缓冲器一般不小于 75%，对于定油孔的缓冲器可低至60%。 缓冲器效率计算公式见式（3）