飛機構(gòu)造-第5章起落架系統(tǒng)

1、第五章第五章起落架的功用和基本要求起落架的配置形式5.15 5.25 5.3起落架的結(jié)構(gòu)形式5 5.45 5.55 5.6起落架緩沖器（減震器）前三點式前輪的構(gòu)造特點起落架的轉(zhuǎn)彎5.75.7起起5落落架架架的的收收放放5 5.8 機輪與剎車架5-1EXIT第五章5 5.2 起落架的配置形式起落架在飛機上的配置形式主要有后三點式、前三點式、自行車式和多點式等幾種。11. 后三點式與前三點式第五章后三點式起落架優(yōu)點：在螺旋槳飛機上容易配置；著陸阻力大（因為迎角大），利于縮短滑跑距離；尾輪結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、安裝易；后三點式起落架缺點：重心靠前，高速滑跑時遇容易“拿大頂”；地面滑行穩(wěn)定性差，不

2、當(dāng)時飛機容易打轉(zhuǎn)；著陸只能三點接地，對著陸的要求較高；停放和滑跑時由于機頭仰起使向下視界較差；上述缺點對于低速飛機而言尚不十分嚴(yán)重，故20世紀(jì)初30年代末期間，后三點式起落架得到普遍應(yīng)用。5-4EXIT第五章5.1 起落架的功用和基本要求起落架的功用：在飛機起飛滑跑、停放和滑行過程中支撐飛機；吸收飛機在著陸和滑行時的和沖擊載荷。起落架應(yīng)滿足的基本要求：滿足起飛和著陸性能要求；地面運動時應(yīng)具有良好的穩(wěn)定、性和適應(yīng)性；減震要求；剎車要求；收放要求；適合機場承載能力；5-2EXIT第五章3. 多點式起落架主要用于現(xiàn)代重型飛機，由一個前起落架，兩個機身起落架和兩個大翼起落架。這種布局可以將飛機重量分散

3、在較大面積上，且滑跑停放平穩(wěn)。目前大型多點式”和多機輪的“前三點式” ，由于大型客機多為“客機的機翼較厚，為多點式起落架的收放和安排提供了可能。5-8EXIT第五章2. 自行車式起落架多用于機翼較薄的高速飛機，由于薄機翼不易收放起落架，故將前、后起落架（結(jié)構(gòu)差別不大）安裝于機身軸線上，分別位于重心前后，使收放容易且承載能力強。但為了防止翼尖傾側(cè)，在兩個翼端加裝兩個輔助輪，輔助輪結(jié)構(gòu)簡單，不承受主要載荷。對于現(xiàn)代重型客機由于重量重且機身寬大，自行車式并不利于飛機的降落、滑跑和停放。注：一些自行車式前起落架往往做成可升降的，起飛時將前起落架升起。EXIT第五章前三點式缺點：前起落架著陸時承受載荷大

4、，構(gòu)造復(fù)雜，結(jié)構(gòu)尺寸大，重量較重；前輪在高速滑行時會產(chǎn)生擺振現(xiàn)象，使前輪損壞造成；前三點式的上述缺點隨著飛機設(shè)計制造技術(shù)水平的提高已經(jīng)得到很好的克服和解決。總的看，前三點式比較適于速度較大的飛機，因此隨著飛機飛行速度的逐步提高，前三點式起落架在20世紀(jì)的 40年代初以后到迅速推廣，目前前三點式是起落架的主要配置形式。5-6EXIT第五章隨飛機起飛著陸速度增大，后三點式的性能與地面運動要求日益突出，前三點式才得到逐步推廣應(yīng)用。 前三點式優(yōu)點：飛機地面運動穩(wěn)定性好，滑行中不易偏轉(zhuǎn)和倒立；著陸滑跑時允許強力制動而不會發(fā)生向前翻倒的危險，大大縮短著陸滑跑距離；可以有三點同時接地和后兩點同時接地兩種著陸

5、方式，駕駛員容易；視界較好，對噴氣式飛機不易損壞跑道。5-5EXIT第五章下二圖是兩種典型的構(gòu)架式起落架，左圖的構(gòu)架為鉸接的斜撐桿和彈簧緩沖支柱，右圖的構(gòu)架是鉸接的鋼板支柱、斜撐桿和橡膠減震器。5-10EXIT第五章構(gòu)架式起落架5-11EXIT第五章飛機高速飛行時若起落架不收放，起落架引起的阻力將會將將占會總占阻總力總阻的力的4將40。雖。雖總?cè)蝗蝗皇帐辗欧牌鹌鹌鹇渎浼芗苁故箻?gòu)構(gòu)造造、重重量量量和和成成起 量本有所增加，但帶來的好處仍然多于缺點，因此現(xiàn)代高速飛機起落架都是可收放的。2. 支柱套筒式主要由外筒和活塞桿套接形成緩沖支柱的緩沖支柱和機輪，其承力機構(gòu)和緩沖器是一體。緩緩沖沖沖減減震震支

6、支支柱柱支一端固定于機體骨架，一端連接機輪。支柱套筒式結(jié)構(gòu)小巧，容容易易易做做 易成收放形式。但這種形式不宜承受大的水平?jīng)_擊載荷。2T第五章5.3 5.3起.落架的結(jié)構(gòu)形式起落架的結(jié)構(gòu)形式主要有四種：構(gòu)架式、支柱式、搖臂式和小車式。.1.構(gòu)構(gòu)架構(gòu)架架式式 架通過一套簡單的承力構(gòu)架與機翼或機身相連，受力構(gòu)件相互鉸接，只能受拉伸或壓縮力，不承受彎矩，緩沖裝置簡單（彈簧、橡膠帶），結(jié)構(gòu)，重量較輕，外廓尺寸大不易收放。多用于輕型低速飛機。5-9EXIT第五章為了幫助承受或克服水平?jīng)_擊載荷引起的彎矩，支柱套筒式還式式可還設(shè)可計設(shè)設(shè)為計為撐式撐桿支柱設(shè)式和支柱式。特點：撐桿加強支柱承受水平?jīng)_擊載荷的能力，

7、有的撐桿桿可可作作收收放放放作作動動筒筒特點：具有同時承受垂直載荷荷和和一一一定定的的水水平平?jīng)_擊載荷能力， 并具有一定穩(wěn)定距（后詳）一放5-13EXIT第五章4. 小車式小車式起落架廣泛應(yīng)用于重型飛機的主起落架。小車式起落架將兩只以上機輪與減震器相連，有的減震器與支柱分開。支柱上有防扭臂、阻力桿、輔助減震器和收放作動筒等。多機輪安排可增加機輪與地面的接觸面積，降低機輪對跑道壓力，此外還可減少在機體內(nèi)的收藏空間。EXIT第五章（全）搖臂式起落架與支柱式相比較具有如下優(yōu)點：緩沖器（減震器）只承受軸向力不承受彎矩，密封，不不易易漏易漏油油，摩摩易擦擦力力較較小?。恍∥照鏇_擊載荷（水平載荷）的能

8、力強，利于高速速滑滑滑跑跑。滑搖臂搖式臂臂起式落起架落落的架缺的點缺是點是：臂落構(gòu)造比較復(fù)雜，緩沖器及其接頭受力大，重量一般較重。搖臂搖式臂臂起式落起架落落只架適只于適安于裝安一裝一、二、二臂個個機機機輪輪落，一般機般不在重型飛機上應(yīng)用。5-15EXIT第五章3. 搖臂式搖臂式起落架的特點是機輪通過一個搖臂懸掛在承力支柱和緩沖器下面，從而不論起落架受到水平和垂直撞擊載荷時，都可以使緩沖器受到壓縮，因此搖臂式在水平和垂直方向都具有減震效果。半半搖搖臂臂臂式式：受臂全全搖搖搖臂臂式式：搖受力支柱與緩沖力支柱與緩沖器合為一體，器分開，多用多用于前三點于輕型飛機的式輕型飛機的主起落架。前起落架。5-1

9、4EXIT第五章第五章某四機輪小車式起落架的輔助減震器等裝置某六機輪小車式起落架與大梁的連接關(guān)系小車輪架與支柱之間的連接為鉸接，并設(shè)置輔助減震器，其主要作用是吸收滑跑時因跑道不平引起的水平和垂直方向載荷，避免結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中。應(yīng)力集中5-175-18EXITEXIT第五章第五章5.4 起落架緩沖器（減震器）減震原理：1. 產(chǎn)生盡可能大變形吸收接地時的沖擊能量;2. 盡可能耗散所吸收的能量以緩解飛機顛簸。起落架減震器包括彈簧減震器、油氣減震器和液體減震器等，現(xiàn)代飛機主要采用通油孔面積可以調(diào)節(jié)的油氣減震器。5.5 前三點式前輪的構(gòu)造特點這里的是具有單機輪的三點式起落架的前輪，其特點是：不僅有穩(wěn)定距，而

10、且有減擺器和糾偏機構(gòu)等。穩(wěn)定距：為使前輪能夠靈活轉(zhuǎn)彎和操縱，前輪必須能左右回轉(zhuǎn)，因此應(yīng)使前輪接地點位于偏轉(zhuǎn)軸線的后面，接地點與偏轉(zhuǎn)軸線的垂直距離t即是穩(wěn)定距。穩(wěn)定距使前輪的滑行方向上是穩(wěn)定的。（傾角1218度）5-195-20XITEXIT第五章前輪擺振：具有穩(wěn)定距的前輪在滑行時會出現(xiàn)擺振現(xiàn)象，機輪受到擾動后接地點偏離前進(jìn)軸線，在地面摩擦力產(chǎn)生的恢復(fù)力矩作用下，前輪將繞前進(jìn)軸線左右擺動，加快機輪磨損和破壞。5-21EXIT第五章5.6 起落架的轉(zhuǎn)彎1. 前輪轉(zhuǎn)彎現(xiàn)代飛機前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)用于地面滑跑時的方向控制。可通過前輪轉(zhuǎn)彎手輪和方向腳蹬來 。前者控制轉(zhuǎn)角 大，用于低速滑行且轉(zhuǎn)彎半徑小情況或拖飛機

11、時使用。后者控制前輪轉(zhuǎn)角小，且可同時方向舵偏轉(zhuǎn)，在起飛、著陸高速滑跑中使用，適于轉(zhuǎn)彎半徑較大。采用機輪和方向舵兩種轉(zhuǎn)彎方式主要是為了方便，避免急轉(zhuǎn)時傾翻。5-24EXIT第五章前輪的糾偏機構(gòu)（定中機構(gòu)）：由于前輪可以左右回轉(zhuǎn)，因此在空中收起時可能由于側(cè)風(fēng)吹偏或因其他原因而偏轉(zhuǎn)，可能被艙門卡死。著陸時若前輪不在中立位置會使機輪受力過大，因此需要糾偏機構(gòu)使起落架收放時處于中立位置，而觸地后又可左右偏轉(zhuǎn)。如圖是凸輪式糾偏機構(gòu)原理。起飛后凸輪咬合降凸輪分開使前輪位于中立使前輪在地面滑位置不偏轉(zhuǎn)行時可以偏轉(zhuǎn)5-23EXIT第五章為了抑制前輪擺振現(xiàn)象，延緩機輪磨損， 輪上加裝減擺器。減擺原理是使油液流過節(jié)

12、流小孔，由于其節(jié)流阻尼產(chǎn)生熱耗作用，從而消耗擺振能量。減擺器除了可以減擺之外，一些前輪將轉(zhuǎn)彎機構(gòu)與減擺器做成一體，用于 前輪轉(zhuǎn)彎。飛機的轉(zhuǎn)彎除了可以用與減擺器做成一體的轉(zhuǎn)彎機構(gòu)來之外，早期的其他方法還有：利用一只主輪剎車來轉(zhuǎn)彎，或利用左右發(fā)調(diào)節(jié)不同拉力（推力）的辦法來轉(zhuǎn)彎，還可以利用方向舵偏轉(zhuǎn)來幫助轉(zhuǎn)彎。5-22EXIT第五章第五章如圖是波音737飛機的前輪轉(zhuǎn)彎手輪如圖是波音767飛機的前輪轉(zhuǎn)彎手輪前輪轉(zhuǎn)彎手輪前輪轉(zhuǎn)彎手輪5-255-26EXITEXIT第五章第五章如圖是波音747飛機前輪轉(zhuǎn)彎手縱的轉(zhuǎn)彎如圖是空客A380飛機的前輪轉(zhuǎn)彎手輪前輪轉(zhuǎn)彎手輪5-275-28EXITEXIT第五章第五章

13、如圖是波音767飛機前輪轉(zhuǎn)彎手縱的轉(zhuǎn)彎方向腳蹬與前輪轉(zhuǎn)彎機構(gòu)傳遞路線上有一離合器，此離合器在飛機接地后接通，因此在地面可通過方向舵腳蹬前輪轉(zhuǎn)彎作動筒（當(dāng)然此時方向舵也被同時）；飛機離地后，為使方向腳蹬只能方向舵，離合器斷開，防止飛行中與方向舵發(fā)生干擾。5-295-30EXITEXIT第五章第五章前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)圖如下。777的前輪轉(zhuǎn)彎作動筒轉(zhuǎn)彎動力傳遞路線：緩沖支柱外筒轉(zhuǎn)彎作動筒活塞桿轉(zhuǎn)彎環(huán)上部防扭臂下部防扭臂緩沖支柱內(nèi)筒前輪緩沖支柱外筒與轉(zhuǎn)彎作動筒固定板固連上部防扭臂下部防扭臂緩沖支柱內(nèi)筒機輪5-315-32EXITEXIT第五章某客機的前輪轉(zhuǎn)彎作動筒與防扭臂5-33EXIT第五章第

14、五章5.7 起落架的收放為了減小飛行阻力，提高飛行速度、增大航程和改善飛行性能，現(xiàn)代飛機起落架大多是可收放的。1. 起落架的收放形式沿展向收放及沿弦向收放主輪小車整體轉(zhuǎn)彎時，只是機身下的兩個主輪小車偏轉(zhuǎn)方向，而兩個大翼主起落架不能轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎時主輪與前輪偏轉(zhuǎn)方向相反5-355-36EXITEXIT第五章2. 主起落架轉(zhuǎn)彎大型飛機主起落架也可轉(zhuǎn)彎。目的是： 減小轉(zhuǎn)彎時機輪與地面的側(cè)向摩擦力以利保護(hù)輪胎； 減小轉(zhuǎn)彎半徑； 減小轉(zhuǎn)彎力。主起落架轉(zhuǎn)彎有兩種形式：小車后輪軸轉(zhuǎn)彎主輪小車整體轉(zhuǎn)彎小車后輪軸轉(zhuǎn)彎見右圖所示，由專門的轉(zhuǎn)彎作動筒偏轉(zhuǎn)后輪軸前輪隨動完成轉(zhuǎn)彎。5-34EXIT第五章3. 起落架收放順序

15、收放所需時間符合要求；保證收上和放下時都能可靠鎖住，并使駕駛員了解收放情況；起落架收、放、鎖和艙門動作協(xié)調(diào)按照一定順序工作，收放順序由順序活門控制。放起落架順序為：開起落架艙門開起落架收上鎖放下起落架鎖上起落架放下鎖關(guān)起落架艙門。收起落架順序和動作與此相反。5-38EXIT第五章第五章如圖為主起落架放下鎖及其鎖銷，鎖銷下有紅色標(biāo)識2007年7月1日下午，中國一架飛機準(zhǔn)備飛往飄帶，起飛前由地勤拆除。阿聯(lián)酋迪拜，對起落架收放作動筒漏油檢修后進(jìn)行上鎖收放測試，由于未上鎖而意外收起導(dǎo)致機頭觸地8人受傷。5-395-40EXITEXIT第五章收放時為了節(jié)約和利用空間，一些起落架還用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將機輪旋轉(zhuǎn)后收

16、入機艙，如下圖。2. 起落架的收放動力一般為驅(qū)動，有的采用電力驅(qū)動或氣動驅(qū)動。驅(qū)動：壓強高（80150atm）功率大，收放柔和，相對輕巧； 電力驅(qū)動：比較靈敏，收放位置不用鎖，但需用功率大時需用重量很大的電；氣動驅(qū)動：壓強?。?050atm）但動作迅速，多用于應(yīng)急收放。5-37EXIT第五章2. 剎車裝置一般采用盤式剎車裝置，現(xiàn)代大、中型飛機多采用多圓盤式剎車，目的是增大剎車面積從而增大剎車摩擦力。5-42EXIT第五章4. 剎車系統(tǒng)的工作方式剎車系統(tǒng)的工作方式包括：人工剎車、自動剎車、停留剎車、空中剎車等四種方式。人工剎車：駕駛員通過剎車踏板 的剎車，通常包括正常剎車、備用剎車、蓄壓器剎車。

17、如下圖所示。自動剎車：不需駕駛員踩剎車踏板，起降時由自動剎車壓力控制組件自動調(diào)節(jié)剎車壓力。自動剎車故障時只能人工剎車停留剎車：地面停留保持剎車狀態(tài)?？罩袆x車：使機輪收進(jìn)艙之前使其停止轉(zhuǎn)動的剎車。現(xiàn)代飛機主輪借助備用剎車系統(tǒng)，前輪則利用剎車帶或摩擦板。人工EXIT第五章3. 防滑（滯）剎車系統(tǒng)（ABS：Antiskid Break System） 防滑剎車的功用是在著陸滑跑時使剎車壓力圍繞臨界剎車壓力變化規(guī)律，以獲得高的剎車效率，防止輪胎打滑（拖胎），有效縮短剎車距離，避免輪胎磨損。所謂剎車臨界壓力是指輪胎將要打滑而尚未打滑時的剎車壓力。感受機輪負(fù)角加速度信號，并將此信號用于控制電磁活門。輪速傳

18、感器感受的信號輸至防滯控制器計算對比輪速與滑速5-43區(qū)別后發(fā)出控制信號到防滯控制活門以控制調(diào)節(jié)剎車壓力。EXIT第五章5.8 機輪與剎車1. 機輪機輪由輪轂和輪胎組成，用來減少地面運動的阻力并可吸收著陸和滑跑時的部分沖擊能量。主起落架上裝有剎車裝置以縮短著陸滑跑距離，并使飛機在地面有良好機動性。現(xiàn)代 客機大多采用無內(nèi)胎輪胎，其中有一氣密內(nèi)層可作內(nèi)胎使用。內(nèi)層與內(nèi)胎的區(qū)別：內(nèi)層是輪胎的一部分。2.53.5 3.56.5 6.510 10 kg/cm25-41XIT第五章第五章正常剎車由B 源系統(tǒng)供壓常剎車計量活門當(dāng)B系統(tǒng)壓力低時備用剎車選擇活門自動選擇A系統(tǒng)壓力供壓至備用剎車計量活門，蓄壓器隔斷活門關(guān)閉當(dāng)A、B 均低時蓄壓器隔斷活門著陸時根據(jù)跑道長度由自動剎車選擇電門（1、2、3、MAX）選擇自動剎車率，可提供不打開，蓄壓器壓力供量活門常剎車計同的自動剎車壓力。起飛時（RTO）若遇意外條件（如板打開）則以最大率剎車以中斷起飛。若自動剎車系統(tǒng)未通過自檢或有故障，則自動剎車解除指示燈亮起，只能人工剎車。5-465-45EXITEXIT第五章5-47EXIT第五章5. 輪胎的滑水現(xiàn)象當(dāng)飛機在積水跑道上滑跑時，輪胎與地面接觸如下圖，將產(chǎn)生流體沖擊阻力與滑水現(xiàn)象。沖擊阻力P的垂直分量產(chǎn)生抬起輪