舰载机需在起落空间极为有限的航空母舰上安全地起飞与降落,而弹射起飞方式可以使飞机迅速达到离舰速度实现短距起飞,因而得到国内外航空部门的青睐,并投入大量人力物力开展弹射系统的设计与研制工作。本文针对我国未来舰载机离舰起飞的迫切需求,结合前轮拖曳弹射起飞方式,完成弹射机构与前起落架一体化设计,并通过对弹射系统的动力学仿真分析确保其满足结构、强度和功能等各方面要求,为弹射系统设计提供可靠的研究基础。本文的主要内容有:1.根据先进舰载机弹射机构的设计原则,确定了弹射运动机构的可行方案。针对一体化设计目标,对前起落架弹射系统结构细节进行了研究。然后,以获得良好的机构动力学特性为主要目标,对运动机构进行了优化。2.结合前起落架突伸技术对缓冲器设计进行了研究。确定了缓冲器的组合突伸模式,基于常规型双腔油气式缓冲器提出了改进的缓冲器构型。应用动力学仿真软件LMS Virtual. Lab与机械/液压仿真软件AMESim实现了舰载机前起落架弹射—突伸动力学联合仿真。仿真结果表明:增加高压充气比单纯释放贮存势能的突伸模式能够取得更好的突伸效果,改进设计的缓冲器可有效地减少突伸时间。3.前起落架弹射系统在弹射过程中处于非常复杂的动力载荷作用下,本文采用模态综合法对前起落架弹射系统的动力特性和动力响应进行全面分析,以验证前起落架弹射系统是否满足材料的力学性能以及证明弹射系统的可用性。