復雜環境下起落架動力學行為研究現狀與展望

朱晨辰，王彬文，劉小川，王計真，馬曉利

中國飛機強度研究所，陜西 西安 710065

起落架是飛機的重要承力部件，作為飛機著陸滑跑階段的主要緩沖吸能裝置，具有吸收撞擊能量、減緩沖擊載荷的作用，直接影響飛機起飛、著陸過程中的安全[1]。隨著當代軍用飛機跨戰區部署安排、民機的遠航線運營，飛機在適航過程中，往往面臨需要在溫差較大的起降地著陸、在污染跑道等復雜地面環境下滑跑等情況，還可能遇到側風、降雪等一系列惡劣環境，從而產生了一系列關乎飛機著陸安全的動力學問題。

商用噴氣式飛機事故（1959—2020 年）統計數據表明，飛機在著陸及滑跑階段事故發生率為30%，其中又有20%的事故與復雜環境相關。極端高低溫、濕滑道面等復雜著陸滑跑工況極易造成飛機起落架緩沖性能改變、輪胎特性改變、滑跑穩定性改變等環境適用性問題。CCAR-25 部25.1309（a）條款要求航空器起落架系統必須保證在各種可預期的運行條件下能完成安全著陸及滑跑的預定功能，這里“可預期的運行條件”就包括著陸滑跑階段可能遇到的極端高低溫環境、側風及濕滑跑道等情況。依據適航條款要求，還需通過分析和試驗的方法表明起落架在復雜環境下功能和性能的符合性，并制定相關的限制范圍，以保證飛機的著陸滑跑安全。

國外對大部分民機在復雜環境下的起落架相關著陸滑跑性能進行了深入的研究，并寫入了飛機使用文件及維修手冊中。美國率先開始了飛機各系統對極端環境的適應性研究，在考慮各類復雜環境因素的試驗技術上也有一定進展。俄羅斯研制的伊爾-76飛機起落架緩沖器性能參數有完整的隨溫度變化的參考數據，對于米格系列飛機，在環境試驗方面也進行了一定的研究。而國內對飛機該部分起落架性能的研究及試驗公開的較少，在已有型號研制中，對全機與少量系統進行過環境試驗，積累了一定的設計和試驗經驗。目前，亟待開展考慮各種復雜著陸滑跑環境對起落架動力學的理論分析及試驗技術的探索，為新一代軍民機的效能發揮、服役安全和結構減重提供技術支撐。

隨著計算機技術和非線性動力學理論的發展、人工智能技術的不斷成熟，數字仿真已成為分析動力學問題的有力工具之一，結合理論、仿真、試驗的一體化起落架動力學分析體系也已成為主要的動力學研究思路，對優化和提高起落架在多種環境下緩沖性能的適應性，提高起落架的承載能力、增加地面操縱安全性等具有重要意義。

本文梳理了考慮復雜環境的起落架動力學試驗技術，總結了高低溫、側風、濕滑跑道等典型復雜環境影響下起落架動力學的研究進展，概述了起落架緩沖性能的智能優化算法應用，并結合未來起落架的設計需求，展望了復雜環境下起落架動力學試驗、分析與緩沖性能優化的發展。

1 復雜環境下起落架動力學試驗技術

據近年民航著陸事故的統計數據[2]，復雜氣象條件引起的事故率為12%，道面積水及道面風切變所引起的事故率為15%，是僅次于人為操縱因素之外的主要事故影響因素。因此，國內外學者在常規的飛機起落架動力學試驗基礎上，針對復雜環境，發展并補充了相關的特性試驗。

目前，國外大部分軍民用飛機均進行了詳細的起落架緩沖器高低溫性能研究，并在緩沖器的標牌或維修手冊中給出了考慮溫度影響的靜壓曲線，如波音737 系列飛機、757系列飛機及空客系列飛機，其起落架緩沖器靜壓曲線均是一系列曲線范圍，如圖1 所示。在一定的使用極限溫度下，只要緩沖器靜壓曲線在規定范圍內，就可以正常使用。

圖1 空客系列飛機緩沖器不同溫度下的維護曲線Fig.1 Maintenance curves of airbus planes buffers at different temperatures

國外關于起落架對高低溫影響的緩沖性能研究主要以試驗為主，理論為輔。其中，西方國家的起落架供應商（如利勃海爾、古德里奇等）基于常規的起落架落震試驗，在落震試驗臺架上增加環境溫度控制箱，對起落架結構整體進行加熱升溫或液氮降溫，然后進行落震試驗。這種方法可以比較直觀且真實地研究起落架緩沖器在高低溫條件下的緩沖性能。俄羅斯對部分飛機起落架也采用類似方法開展高低溫環境下的落震試驗。

國內沿用了國外的試驗經驗，國軍標GJB 67.9—1985、CCAR-25 都對此類動力學試驗內容及設計要求進行了一定的規定[3-6]，對相關試驗設備也進行了說明。強度所開展過某型飛機起落架的低溫落震試驗，采用引進的溫度箱對起落架整體進行降溫，對比了低溫狀態（-70℃）與常溫狀態（25℃）下起落架的緩沖性能，試驗結果如圖2 所示，紅線、藍線分別為低溫、常溫狀態下垂直載荷隨時間變化曲線。低溫狀態下的著陸最大垂直載荷近乎是常溫狀態的兩倍，投放吊籃位移較常溫明顯減小，低溫狀態的吊籃加速度也近乎是常溫狀態的兩倍，低溫狀態緩沖性能明顯較差。

圖2 低溫、常溫狀態下垂直載荷變化圖Fig.2 Variation of vertical load at low temperature and normal temperature

魏小輝等[7]在此溫度箱的基礎上增加了用于實時監測緩沖器內腔瞬時油液數值的壓力變送器，集成了一種可實時監控油壓的飛機起落架緩沖器極限工作溫度落震試驗的裝置，如圖3所示，這種設計使試驗獲取的數據更為精確。

圖3 起落架緩沖器極限工作溫度落震試驗裝置Fig.3 Ultimate operating temperature shock test device for landing gear buffer

李冬梅等[8]發明了一種用于起落架落震試驗的環境溫度模擬裝置，如圖4 所示。其上箱體裝備了現有的試驗夾具，節省了試驗件的反復安裝拆卸，下箱體設置制冷及加熱系統，以實現箱體內溫度在-55～70℃的迅速變化，這使整體試驗設備結構更為緊湊。

圖4 起落架落震試驗的環境溫度模擬裝置Fig.4 Ambient temperature simulation device for landing gear crash test

胡銳等[9]開展了高溫段（20～80℃）的起落架緩沖性能研究試驗。試驗過程中通過內部夾有電阻絲的加熱帶對緩沖器外筒壁進行加溫，采用熱電偶進行溫度的實時監控。其研究結果表明，高溫對起落架緩沖器充填壓力影響很大，80℃時的壓力值較常溫狀態變化率達24%，遠高于±10%的容差試驗要求。且隨著溫度的升高，起落架緩沖系統效率減小，緩沖性能逐漸惡化，如圖5所示。

圖5 緩沖系統效率隨溫度變化曲線Fig.5 Buffer system efficiency as a function of temperature

以上方法均可以較真實地模擬高低溫環境，試驗結果較準確可靠，但高低溫環境箱及加熱帶結構較復雜，設計周期長，成本也較高。鑒于此，航空工業強度所提出了等效模擬方法進行高低溫落震試驗。該方法針對緩沖器腔內的充填參數，通過將充填氣壓改成不同溫度點下的等效壓力，將緩沖器內充填油液換成對應黏度密度的替代油液，在常溫環境下進行高低溫等效模擬試驗。不過該等效試驗方法尚未進行試驗驗證，且未有公開發表的驗證研究。

國內目前所有飛機均未進行過深入的極限高低溫起落架緩沖性能研究，大部分飛機不論在起落架標牌還是維修手冊中，均只給出了一條常溫下的緩沖器靜壓曲線。少數科研機構進行了理論分析，但大都未經過試驗驗證，或者與試驗相符程度不高，計算結果難以用來指導飛機的設計及使用。其中，572 廠對AG600 飛機的高低溫靜壓曲線進行研究，但沒有公開發表的理論成果。

在濕滑跑道試驗研究方面，美國國家航空航天局（NASA）最早提出了建設針對飛機起落架輪胎滑水試驗裝置的提案[10-11]。同期，Horne[12]等通過在起落架輪胎前緣設置噴水裝置，模擬飛機輪胎在濕滑道面上的運行狀態進行起落架的滑水試驗。試驗過程中，通過調節噴水裝置水流大小來控制輪胎前緣水膜的厚度，確保輪胎在均勻連續的濕滑跑道上行駛，以開展對起落架臨界滑水狀態的研究。國外一直沿用此方法，在起落架出廠手冊中給出了起落架的臨界滑水速度范圍。不過，在后續的研究中，學者們著重關注基于整機的濕滑跑道滑水試驗，而僅針對起落架部件級的試驗逐漸被剪裁。

總的來說，考慮復雜環境的起落架試驗技術主要圍繞高低溫環境展開，國內外主要以試驗驗證為主，在探索溫度影響起落架性能方面的公開研究性試驗較少，影響機理方面的研究未見報道。在濕滑跑道方面的研究被整機級研究替代，起落架部件級試驗研究較少，且逐漸被剪裁。

2 復雜環境對起落架動力學影響分析

2.1 高低溫環境

據統計，我國各地機場溫度差異較大，如新疆吐魯番機場一年超過35℃的天數在100 天以上，環境最高溫度達49.6℃，地表溫度曾達到83.3℃。而大興安嶺漠河機場年平均氣溫為-5℃，極端低溫為-52.3℃。極端的溫度將嚴重影響起落架緩沖支柱充填介質的物理特性，使緩沖性能發生變化，進一步影響飛機的起降安全，國內外學者就此展開了一系列研究。

K. W. Mahinder[13-14]提出了包含溫度項的緩沖器內空氣多變指數與油液阻尼系數的研究模型

式中，pa、pa0為瞬時壓力值、初始壓力值，Ta、Ta0為瞬時溫度值、初始溫度值，d、a、ξ為試驗系數。他在文獻中探討了包含溫度因素的雷諾數對于縮流孔和側流孔縮流系數的影響。此外，還研究了油液壓縮模量、氣體可溶性、氣穴現象，以及氣體多變指數對緩沖支柱緩沖特性的影響，在氣體多變指數中考慮溫度影響。這不僅為后續的研究奠定了理論基礎，也將溫度影響的突破點指向對緩沖器設計參數中的氣體多變指數及油液阻尼系數。

Heininen[15]建立了考慮溫度因素的某型戰斗機油氣式緩沖器的仿真分析模型，仿真模擬了環境溫度變化所引起的緩沖器內氣液比變化對緩沖器內部壓力等參數的影響。其仿真結果說明，如果溫度引起腔內氣液比發生畸變，緩沖器的阻尼能力將會顯著下降，從而可能導致起落架的故障操作。

國內在考慮溫度對起落架緩沖性能影響方面，也開展了一些分析與仿真研究。辛艷等[16]應用LMS 軟件建模仿真，對比了低溫（-40℃）與常溫（15℃）狀態下的某型飛機起落架的緩沖性能。其將通過計算得到的兩個溫度下油液黏度值和腔內壓力值作為初始輸入，仿真得到低溫時緩沖器行程較常溫更大，緩沖效率更高的結論。并對比分析了低溫情況下緩沖器氣腔彈簧力和油液阻尼力兩個因素對緩沖性能的影響，但理論分析的結果缺少低溫落震試驗數據的支撐，結論的準確性還有待驗證。

Ning Shu等[17]研究了溫度變化對緩沖器油液性能的影響，并利用流體阻尼平臺對不同溫度下的緩沖器進行了試驗，得到了起落架緩沖器油阻尼力隨位移的變化規律，如圖6所示。然后基于動網格技術，對起落架緩沖器內部流場進行了計算流體力學（CFD）模擬。其結論是，溫度的降低會導致油液黏度增加，黏度增加會導致雷諾數降低，雷諾數降低會導致流量系數降低，最終導致油液阻尼力增大。

圖6 不同溫度下油液阻尼力隨行程變化曲線Fig.6 Variation curve of oil damping force with stroke at different temperatures

方威等[18]主要針對溫度對緩沖器空氣彈簧力與輪胎性能的影響，對比了溫度范圍在-50～50℃區間起落架的緩沖性能變化，如圖7所示。其仿真結果表明:環境溫度的升高會導致起落架地面垂直載荷增加、緩沖器效率下降、使用過載系數增大等問題；環境溫度降低會使緩沖器壓縮行程變長、緩沖器效率增加，但當溫度到達一定下限，將會危及飛行安全。

圖7 不同溫度下輪胎徑向力曲線Fig.7 Radial force curve of tire at different temperatures

目前，考慮環境溫度影響的起落架緩沖性能分析體系還處于發展階段，現有的研究都是僅通過軟件仿真，在研究溫度對單一參數影響規律的基礎上進行疊加，進行溫度影響的緩沖性能綜合分析，且均尚未進行試驗驗證。未來在考慮溫度對多參數耦合的緩沖性能影響研究，結合理論和試驗的完善分析體系建立方面還需進一步深入探索。

2.2 側風環境

霍志勤等[19]曾對歐洲民航商用飛機偏出跑道事件進行統計，見表1。結果表明，側風情況對飛機的安全行駛影響占據主導地位。在飛機著陸滑跑過程中，當飛機受到側風影響，原本起落架與道面的受力形式發生改變，飛機能否維持平衡狀態取決于飛機與道面之間的相互作用力是否可以抵抗飛機所受的側風作用。

表1 歐洲地區偏出跑道事故主要因素統計Table 1 Statistics of main factors of off-track accidents in Europe

起落架在跑道滑跑時受到來自道面的作用力包括支撐力和摩擦力兩部分。當側風作用時，輪胎受到側向力，同時道面提供一個側向摩擦力來阻止輪胎發生側向滑移。由于輪胎自身的彈性及側偏特性，其行駛方向發生偏離。由此分析飛機輪胎的側偏行為是分析側風作用下飛機與道面的相互作用的重要內容之一。

牟讓科等[20]對飛機在非對稱載荷下著陸與滑跑時的受力進行了分析，建立了飛機非對稱著陸過程中的六自由度全機動力學模型，其研究結果可以較準確地模擬飛機在非對稱著陸過程中飛機的受力情況。蘇彬[21]研究了飛機起落架橫向運動的特點，建立了一種可用于風場且能反映起落架總體特性的數學模型，對風場中飛機的起飛、著陸、滑行、轉彎等地面運動進行了數值仿真。其研究結果能較準確地模擬飛機在正側風中著陸時，起落架緩沖支柱壓縮量及載荷因子的特性曲線，如圖8、圖9 所示，為側風起飛、著陸仿真提供了工具。

圖8 緩沖支柱壓縮量隨時間變化曲線Fig.8 Cushioning prop compression curve with time

圖9 載荷因子隨時間變化曲線Fig.9 Curve of load factor with time

劉芳兵等[22]從飛機側風著陸滑行時受力狀態和運動趨勢入手，引入側偏輪胎理論模型。

式中，μ為道面摩擦系數，μy為側向摩擦系數，v為飛機滑跑速度。其將側風與輪胎相互作用轉化為兩個方向的摩擦系數。在此基礎上分析了不同側風風速下，起落架滑跑偏航角隨時間的變化規律，并通過ABAQUS對輪胎側向力系數和道面支撐力展開多工況分析，結果如圖10、圖11所示。

圖10 不同側風風速時的偏航角Fig.10 Yaw angle at different crosswind speeds

圖11 不同側風風速下偏航角隨時間的變化Fig.11 Yaw angle changes with time under different crosswind wind speeds

J. Cobb等[23]總結了側風速度對飛機起落架偏航力的規律，并且提出側風影響與濕滑跑道耦合情況對飛機著陸安全影響更大。

P. W. Richards等[24]在對飛機起落架非線性子系統建模時考慮了側風因素對起落架及輪胎受力的影響，并通過GearSim起落架仿真軟件建立了考慮多因素的起落架子系統詳細模型，研究飛機及起落架的著陸載荷動力學特性，其建立的仿真模型對起落架真實受載情況有較好的描述。

目前關于飛機側風著陸階段的研究主要圍繞側風中的飛機操縱控制展開，對飛機與道面相互作用的關注較少。輪胎側偏行為的研究也主要圍繞汽車輪胎展開，鮮少有針對飛機側偏輪胎與道面相互作用的研究。

2.3 濕滑跑道

飛機在濕滑跑道上發生的滑水現象是對著陸安全的重大威脅，飛機發生滑水現象是由于跑道表面積水改變了飛機輪胎與跑道面的接觸條件，從而造成飛機剎車失靈和操控性能降低，進而引起跑道偏離事故。目前，國內外對濕滑跑道影響的研究主要通過全機滑水試驗和輪胎劃水試驗進行，輪胎動力學部分也有相關的理論補充。

早在20 世紀中葉，美國國家航空咨詢委員會（NACA）就開始通過理論仿真結合試驗對此問題進行研究。Horne 和Dreher[25]通過對輪胎滑水試驗數據展開分析，得出了輪胎胎壓、道面水流速度等是影響輪胎抗滑性能的相關因素的結論，并通過擬合，得到了經典的輪胎臨界滑水速度經驗公式

式中，vh為輪胎臨界劃水速度；p為輪胎氣壓。該經典公式通過試驗數據得出，也是輪胎滑水問題的經典結論之一。大多數飛機在適航手冊上對在濕滑跑道上滑跑的臨界安全速度也是通過此經驗公式得出的。

在后來的研究中，學者們不僅限于對滑跑臨界速度的研究，逐漸把重點放在機輪的受載特性研究上。G. W. H. Van[26]提出飛機輪胎在一定水膜厚度上的升力公式，如式（6）所示，對原有的起落架動力學輪胎的受力模型進行了補充

式中，L為輪胎受到的升力；ρ為流體密度；V為滑跑速度；S為輪胎接地區域面積；CLH為升力系數，取值范圍為0.67～0.85。

李岳等[27]建立了基于CEL 算法的飛機起落架輪胎與積水道面的流固耦合分析模型，推導了輪胎接觸面動水壓強與起落架垂直載荷的表達式，研究了水膜厚度對起落架受載及臨界滑水速度的影響規律，如圖12所示。其研究表明，起落架地面支撐力隨積水道面滑跑速度的增大而震蕩下降，且在相同滑跑速度下，起飛加速沖擊階段的垂直載荷較著陸階段更大，濕滑道面對飛機起飛階段比著陸階段影響更大。

圖12 加速與減速著陸沖擊支撐力曲線Fig.12 Acceleration and deceleration landing impact support curves

王永繁[28]以波音737主起落架為研究對象，用Fluent建立了考慮濕滑跑道的起落架動力學分析模型，對起落架輪胎著水滑跑過程進行了仿真。其研究得出，當道面積水較淺、水膜厚度較薄時，動水壓強的增長率較低，其引起的輪胎抬升與偏向力不足以對飛機安全造成威脅。當水膜厚度在5mm、8mm 以上，輪胎動水壓強增長迅速，8mm 情況下，機輪受到動水壓強平均增長率達到42.5%，機輪所受的偏向力和抬升力將會使飛機有偏出跑道的可能。

圖13 道面支撐力計算模型Fig.13 Calculation model of pavement support force

閆坤[29]針對污染跑道下的飛機起飛和著陸過程，提出了受液體污染物的阻力計算模型。計算得到了某型飛機起落架在濕滑跑道上滑跑速度與機輪所受阻力的變化關系，還得到了在不同深度積雪跑道上滑跑速度與機輪所受阻力的變化關系，如圖14、圖15所示。

圖14 5mm積水跑道滑跑速度與阻力的變化關系Fig.14 Variation relationship between running speed and resistance of 5mm water racetrack

圖15 15mm/20mm/25mm干雪跑道滑跑速度與阻力的變化關系Fig.15 Variation relationship between speed and resistance of 15mm/20mm/25mm dry snow track

Huijbrechts等[30]建立了一個包含側風及污染跑道耦合的飛機起落架滑跑動力學模型，計算了4 種側風與濕滑跑道組合工況，提出了一種在污染跑道上降低滑跑漂移風險的方法，并結合已有的試驗數據庫，開發了用以驗證著陸滑跑偏移風險的分析系統。

國外對濕滑跑道的研究整體起步較早，進行了大量理論結合仿真的研究，且有大量的地面實測數據支撐。國內起步較晚，且缺少相關試驗數據和理論支持，相應的適航規章文件也還處在研究階段。現有相關研究中，在汽車輪胎滑水問題上的研究較多，但較少出現結合起落架結構的飛機輪胎與濕滑道面相互作用的相關理論，還需進一步發展。

3 起落架動力學性能優化新方法

緩沖系統是飛機起落架的重要組成部分，要求其能吸收并消耗飛機著陸沖擊時產生的動能，且保證起落架的強度剛度不超過設計范圍[31-32]。緩沖系統性能的好壞直接影響到飛機著陸過程的安全性，還要盡可能保證起落架的質量輕，結構尺寸小，強度和耐久性達到設計要求。因此，使起落架的綜合緩沖性能達到最優，對于提高起落架的承載能力、增加地面操縱安全性和乘員舒適性等具有重要的意義。

起落架著陸滑跑過程是一個具有多輸入、多輸出的非線性動態過程，其輸入和輸出變量之間并不是簡單的一一映射關系，學者們通常把它歸結成一個多目標優化問題進行求解。隨著多目標遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法被逐漸提出，且它們運算效率高、精度高的優勢在各類優化求解問題上有廣泛應用前景，學者們逐步將其應用于起落架性能優化。

Airoldi 等[33-34]運用遺傳算法，以起落架系統的標準特性與其仿真模型之間的區別為目標函數，以氣體的多變指數和阻尼參數為設計變量，對非線性起落架模型進行了優化設計。優化結果被成功應用在了一種小型飛機非線性起落架的更新改型上，如圖16、圖17 所示。其后幾年中，Viana和A. C. Felipe 等[35]用遺傳算法和粒子群優化方法同樣求解了此類問題，也得到了較好的結果。

圖16 垂直力隨時間變化Fig.16 The vertical force varies with time

圖17 垂直位移隨時間變化Fig.17 Vertical displacement varies with time

晉萍等[36]以著陸垂直載荷為目標函數，利用Adams軟件中的智能優化器對緩沖器初始壓力、油孔面積和油針截面半徑進行了優化設計，優化后的著陸垂直載荷降低了3%，獲得了較好的緩沖優化結果。藺越國等[37]采用ADAMS 里的優化器，以緩沖支柱最大載荷和緩沖效率為目標函數，以油孔面積為設計變量進行了多目標優化設計，得到了某型起落架緩沖器的最優改型方案。徐方舟等[38]采用LMS優化器，針對某型飛機主起落架緩沖器，對緩沖器充填參數及阻尼孔配置進行了綜合優化，其研究結果是緩沖性能落震最大載荷降低了19%，緩沖器效率由69%提升至78%，過載由3.67 降至2.90，緩沖性能提升明顯。劉天輝等[39]采用改進后的非線性響應面方法，以緩沖器緩沖效率為優化目標，支柱最大垂直載荷和最大行程為約束條件，對緩沖器內的設計變量進行了優化。優化后緩沖器效率較優化前增大了4.6%，優化前后的功量圖如圖18所示。

圖18 優化前后功量圖對比Fig.18 Comparison between power map before and after optimization

隨著粒子群算法、退火算法、遺傳算法等智能算法的逐漸完善，多目標優化的結果可以保證結果的綜合最優性。將其用于起落架緩沖性能優化問題中，可以實現緩沖性能的綜合最優，同時實現優化過程的自適應和自動化，有效縮短起落架的設計開發周期，是未來發展的重要方向之一。

4 結論及展望

國內外在起落架動力學分析、優化及試驗部分已經開展了長期的研究，初步形成了起落架動力學分析及相關的試驗技術，為現有型號研制和保證服役安全提供了基本的保障。而結合復雜環境對起落架緩沖性能進行分析的研究較少，且整體處于初步探索的階段。

在動力學試驗技術方面，國內大多通過引進國外先進技術，在考慮環境影響因素的機構的可靠性試驗開展了較為充分的研究，但針對起落架系統動力學的研究和試驗較少。考慮復雜環境的試驗技術主要圍繞高低溫環境展開，國內外均以試驗驗證為主，在探索環境對緩沖性能影響方面的研究及試驗成果較少。濕滑跑道方面的研究主要以整機級外場試飛/著陸試驗或單輪胎地面試驗為主，考慮起落架系統的濕滑跑道滑跑試驗研究較為缺乏。

在環境影響分析方面，溫度因素尚未得到理論結合試驗驗證的完善分析體系，還需進行進一步的歸納。側風著陸目前大多的研究主要圍繞操縱控制展開，在地面受載形式變化與道面的滑跑性能上研究不多，還需進一步深入探索。濕滑道面滑跑方面的研究大多針對汽車輪胎，相關輪胎劃水動力學理論在飛機輪胎上的適用性不高，且針對起落架在濕滑跑道上滑跑穩定性的研究較少，對起落架受載情況的變化研究還需進一步發展。

在結合智能算法的緩沖性能綜合優化方面的研究，大多是對緩沖器結構參數方面的優化，對用工程經驗值的緩沖器設計參數的優化研究較少。對現有試驗數據利用程度不高，可以開展根據試驗數據驅動的起落架非線性動力學建模方法研究。應用粒子群算法、退火算法、遺傳算法等智能算法，對起落架的緩沖性能優化問題進行結合，實現緩沖性能的綜合最優，同時實現優化過程自適應和自動化，是未來發展的重要方向之一。

起落架著陸與滑跑動力學問題是一個復雜的非線性動力學問題，加之服役場景日趨惡劣、輪胎動態特性較為復雜、起落架與機身結構相互耦合等問題，其研究的難度進一步加大。盡管起落架著陸滑跑方面的研究已有近百年的歷史，但諸多難題尚未攻克，仍未形成完善的考慮多因素影響的起落架動力學分析及試驗技術體系。而飛機新型號研制過程中新的適航環境，必然會帶來更多更嚴峻的挑戰。

根據國內外關于復雜環境對起落架緩沖性能影響的研究現狀和起落架緩沖技術的發展要求，以下幾個方面的問題有待于進一步深入研究:（1） 建立考慮溫度影響的完善起落架緩沖器分析數學模型，其中涉及氣動熱及流體力學相關領域，為進一步提高起落架的環境適應性提供必要的理論基礎；（2） 側風、濕滑跑道研究方面，細化飛機輪胎滑跑受載特性，如考慮機輪受載的流固耦合問題、考慮起落架結構的輪胎滑水穩定性問題等；（3） 發展更高效更精準的緩沖性能分析與優化算法，并結合歷年大量試驗數據，開展數據驅動的起落架非線性動力學建模方法研究，規范起落架相關工程經驗參數取值范圍；（4） 完善考慮環境因素的起落架動力學試驗技術規范，研發通用性好、可用于實驗室的部件級環境模擬試驗設備。