高可靠的着陆缓冲机构是垂直起降可重复使用运载器顺利回收的必要保证。以Space-X公司Falcon-9运载器的着陆支架为参考,提出了垂直起降运载器着陆支架的设计方案,建立了着陆支架的几何拓扑模型。将着陆支架的总体设计参数作为决策变量,运用能量法建立运载器着陆支架的数学模型,以着陆动力学响应及主着陆腿长度为优化目标,对着陆支架的总体布局设计参数进行优化。在ADAMS中建立着陆支架的动力学模型,分别将优化前、后的设计参数输入动力学模型,并对优化前后的动力学响应进行对比。计算结果表明,优化后主着陆腿受到的最大压力以及副着陆腿受到的最大拉力分别降低了23.15%和21.43%,有效地降低了过载,提高了垂直起降运载器的着陆稳定性。

为了降低无人靶机在低空掠海飞行过程中因擦浪对靶机造成的危害,设计了一套缓冲机构,用于降低无人靶机受到的过载,并通过控制模块对擦浪缓冲过程中靶机俯仰姿态进行控制。基于多刚体动力学,建立掠海型无人靶机擦浪过程的动力学模型,并基于MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,运用成熟的动力学仿真软件LMS Virtual.Lab Motion建立掠海型无人靶机擦浪缓冲的仿真模型,将二者的仿真结果进行对比,验证动力学模型的准确性,分析缓冲机构的缓冲性能,并针对缓冲结束后靶机的俯仰角进行控制。结果表明该擦浪缓冲系统有效地降低了无人靶机机体过载,在下沉速度为8 m/s工况下,过载峰值均小于50 g;通过控制环节,将靶机机体俯仰角均控制在5°以内。

着陆系统技术是垂直起降运载器顺利回收的必要保证,为此设计了一种气压驱动的展开锁定机构。依据某运载火箭的技术指标,设计了运载器着陆系统的总体布局形式,对其中的展开锁定机构进行了结构设计,使其能满足展开、锁定、承载的任务要求。根据展开锁定机构工作原理和着陆系统展开过程建立了着陆系统的展开动力学模型,分别搭建机械结构模型和气压驱动模型,并通过接口模块进行气动-机械联合仿真,讨论着陆支腿展开特性及其影响因素。

拦阻索是拦阻系统中的关键部件,为便于拦阻索选型,研究了6V×24S+FC三角股钢丝绳和与之绳径相同的圆股钢丝绳的力学性能。通过参数化建模,建立了两种右同向捻的钢丝绳的三维模型,利用ABAQUS软件建立了两种钢丝绳的有限元模型,并基于有限元方法对两种钢丝绳的拉伸和扭转性能进行了对比分析,结果表明,三角股钢丝绳更适合作为拦阻索,为拦阻索的选型提供了依据。

采用有限体积法求解定常可压缩流的质量加权平均N-S方程和Standard-Allmaras湍流模型,对超巨型地效飞行器全机水面巡航状态进行气动特性计算分析。通过研究端板厚度、主翼安装角、巡航高度、飞行迎角等因素对气动特性的影响为超巨型地效飞行器的气动布局设计提供依据。在综合考虑升阻比和海况的影响下,确定超巨型地效飞行器的最佳巡航高度为5~30 m,最佳巡航迎角为2°左右。

阐述压电效应以及普通气囊式蓄能器吸收压力脉动的原理。针对液压系统需要减少压力脉动的需求以及压电材料能将外界振动能量直接转变为可利用的电能的特点,设计一种压电式气囊蓄能器,相对于普通气囊式蓄能器,不仅能够更好地衰减液压系统中的压力脉动,还能将一定的振动能有效回收。

阐述了双腔油气式缓冲器的结构及受力形式，建立了双腔油气式缓冲器垂向的动力学微分方程组，利用拉普拉斯变换建立了此微分方程的线化方程组的传递函数矩阵。并以某型双腔油气式缓冲器为基础，用数值方法研究其在正弦激励下的垂向动力学特性。计算了在不同的激励频率，不同的激励振幅下稳态的最大位移系数以及最大载荷系数，并考虑了不同低压腔油孔面积的影响。计算结果与传统的线化系统的特性进行了对比。对比结果表明，原系统的动力学特性与线化系统有较大的差异。

研究了空天旅行舱的着陆性能，针对其着陆系统的着陆过程进行了动力学仿真并分析其着陆时的动力学响应。以刚柔耦合动力学理论为基础，采用多体动力学软件和有限元分析软件建立了空天旅行舱着陆系统的刚柔耦合动力学模型，重点研究了着陆地面土壤摩擦系数、着陆水平姿态角以及水平着陆速度等参数对空天旅行舱着陆系统着陆性能的影响，结果表明这些参数对空天旅行舱的过载、行程以及着陆稳定性都有不同程度的影响，从而为空天旅行舱的着陆系统设计嶷供了有价值的参考。

飞机作转弯运动时,希望采取尽可能大的前轮操纵角以尽快完成转弯,但当操纵角过大时,可能会导致飞机翻倒事故。因此研究飞机地面操纵转弯的极限能力,对飞机设计及飞行员操纵有重要意义。文中通过建立飞机地面转弯动力学模型,针对刚性轮胎和弹性轮胎两种模型,分别用解析法和牛顿-欧拉法分析极限操纵角及最小转弯半径的变化规律。结果表明：相同滑跑速度下,随着操纵角增大,极限操纵角速度先增大后减小;在相同操纵角速度下,随着滑跑速度增大,极限操纵角逐渐减小,最小转弯半径逐渐增大;相同条件下,弹性轮胎模型的极限操纵角大于刚性轮胎模型,最小转弯半径小于刚性轮胎模型。

设计的液压加载控制系统以PLC为主要控制器件、利用组态王软件建立人机界面、应用电液比例控制技术实现加载过程控制的自动化满足起落架收放实验加载性能要求。利用多学科动态系统软件进行液压系统的建模仿真分析其结果与地面试验结果相一致从理论上验证所设计液压系统的性能对起落架相关参数的测量结果进行研究与计算简要分析起落架收放时所受载荷及其对测量结果的影响。实验结果表明所设计液压系统自动化程度、控制精度及可靠性高便于实现对起落架气动载荷的准确模拟。