运输类飞机全机着陆地面载荷及影响因素

doi:10.7527/S1000-6893.2025.32521

中国飞机强度研究所建所 60 周年专刊

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运输类飞机全机着陆地面载荷及影响因素

刘小川¹^,²^,³(), 刘水不腐¹^,²^,³, 惠旭龙¹^,²^,³, 白春玉¹^,²^,³, 李肖成¹^,²^,³

^1.中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室，西安 710065
^2.结构冲击动力学航空科技重点实验室，西安 710065
^3.陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室，西安 710065

收稿日期:2025-07-07 修回日期:2025-08-18 接受日期:2025-08-20 出版日期:2025-08-29 发布日期:2025-08-28
通讯作者: 刘小川 E-mail:liuxiaochuan@cae.ac.cn

Full-aircraft landing ground load and influencing factors for transport aircraft

Xiaochuan LIU¹^,²^,³(), Shuibufu LIU¹^,²^,³, Xulong XI¹^,²^,³, Chunyu BAI¹^,²^,³, Xiaocheng LI¹^,²^,³

^1.National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity，Aircraft Strength Research Institute of China，Xi’an 710065，China
^2.Key Laboratory of Aviation Science and Technology on Structures Impact Dynamics，Xi’an 710065，China
^3.Shaanxi Province Key Laboratory of Aircraft Vibration，Impact and Noise，Xi’an 710065，China

Received:2025-07-07 Revised:2025-08-18 Accepted:2025-08-20 Online:2025-08-29 Published:2025-08-28
Contact: Xiaochuan LIU E-mail:liuxiaochuan@cae.ac.cn

摘要/Abstract

摘要：

全机着陆地面载荷是运输类飞机设计与性能优化的基本输入之一，为研究运输类飞机全机着陆的地面载荷特征及其影响因素，以典型单通道飞机简化模型实验件为对象，设计全机着陆实验方案，建立考虑机体柔性的全机着陆仿真分析模型，通过实验和仿真讨论着陆条件、机体质量以及机体柔性等因素对其地面载荷的影响规律。结果表明：通过全机着陆实验获得的飞机地面载荷可以有效考虑机体柔性的影响；全机着陆仿真模型具有较好的预测精度，与地面载荷实验结果的曲线峰值误差均在5%以内，相关系数均大于0.967；下沉速度对飞机着陆载荷影响最显著，敏感度系数为1.084；而俯仰角的影响最弱，敏感度系数仅为0.030。随着着陆质量的增大，地面载荷及缓冲器吸收功量显著增大，缓冲效率逐渐降低，地面载荷峰值、缓冲器吸收功量、缓冲器效率对着陆质量的敏感度分别为0.918、1.131和0.086；随着机体刚度的降低，机体柔性效应显著增强，地面载荷峰值、缓冲器吸收功量、缓冲器效率逐渐降低，机体柔性对运输类飞机着陆载荷的影响不可忽略。

关键词: 运输类飞机, 全机着陆实验, 机体柔性, 地面载荷, 着陆条件

Abstract:

The full-aircraft landing ground load is one of the basic inputs for transport aircraft design and performance optimization. In order to study the characteristics of the ground load and its influencing factors during the full-aircraft landing， we take the typical single-channel simplified aircraft test piece as the object， designs the full-aircraft landing test scheme， and establishes the full-aircraft landing simulation analysis model which considers the flexibility of the fuselage. Through experimental and simulation analysis， the influence laws of landing conditions， fuselage weight， and fuselage flexibility on its ground load are discussed. The results show that the aircraft ground load obtained from the full-aircraft landing experiment can effectively consider influence of fuselage flexibility. The full-aircraft landing simulation model has a good prediction accuracy， the error between the curve peak and the ground load experimental result is within 5%， and the correlation coefficient is greater than 0.967. The landing velocity has the most significant effect on the aircraft landing load， and the sensitivity coefficient is 1.084. The effect of the pitch angle is the weakest， and the sensitivity coefficient is only 0.030. With the increase of landing weight， the ground load and the energy absorption amount of the buffer increase significantly， the buffer efficiency gradually decreases， and the sensitivity of the ground load peak， the buffer absorption energy， and buffer efficiency to the landing weight are 0.918， 1.131， and 0.086， respectively. With the decrease of the stiffness of the fuselage， the flexibility effect of the fuselage is significantly enhanced， and the ground load peak， the buffer absorption energy， and the efficiency gradually decrease. The influence of the fuselage flexibility on the transport aircraft landing load cannot be ignored.

Key words: transport aircraft, full-aircraft landing experiment, aircraft flexibility, ground load, landing conditions

中图分类号:

V226

刘小川, 刘水不腐, 惠旭龙, 白春玉, 李肖成. 运输类飞机全机着陆地面载荷及影响因素[J]. 航空学报, 2025, 46(21): 532521.

Xiaochuan LIU, Shuibufu LIU, Xulong XI, Chunyu BAI, Xiaocheng LI. Full-aircraft landing ground load and influencing factors for transport aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2025, 46(21): 532521.

图/表 40

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参考文献 21

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主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

参数	主起落架	前起落架
气腔初始气压/MPa	1.01	0.26
轮胎初始气压/MPa	1.01	0.30
最大垂直载荷/kN	18.98	13.08
下部质量/kg	11.5	16.0
缓冲器行程/mm	154	102

工况名称	下沉速度/（m·s^-1）	俯仰角/（°）	滚转角/（°）
不同下沉速度	1.0	0	0
	1.8	0	0
	2.5	0	0
不同俯仰角	1.8	3.0	0
不同俯仰角	1.8	5.0	0
不同滚转角	1.8	0	3.0
不同滚转角	1.8	0	5.0

材料	弹性模量	泊松比
Q690	210 000	0.30
2024铝合金	70 000	0.33

部件	单元类型	单元形状	单元尺寸/mm		材料	单元数量
部件	单元类型	单元形状	最大单元	最小单元	材料	单元数量
蒙皮	shell	quad	19.33	2.76	2024铝合金	41 034
翼梁翼肋	shell	quad	14.35	3.85	Q690	14 611
平尾梁肋	shell	quad	14.08	2.09	Q690	1 030
垂尾梁肋	shell	quad	14.70	2.07	Q690	1 048
前段机身	bar2	tube	10.26	9.90	Q690	222
后段机身	bar2	tube	10.07	9.91	Q690	248
连接	rigid	tube	10.56	9.73		892

阶数	模态	频率/Hz
1	机翼对称一阶弯曲	13.9
2	机翼反对称一阶弯曲	26.9
3	机身水平一阶弯曲	39.2
4	机身垂直一阶弯曲	47.1
5	机身扭转	54.3
6	机翼对称二阶弯曲	59.6
7	机翼对称一阶扭转	86.1
8	机翼反对称一阶扭转	88.2

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