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1、什么叫飛機起落架 飛機起落架的作用和意義
2、飛機起落架的分類
3、飛機起落
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什么叫飛機起落架 飛機起落架的作用和意義
飛機起落架就是飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時用于支撐飛機重力,承受相應(yīng)載荷的裝置。簡單地說,起
落架有一點象汽車的車輪,但比汽車的車輪復(fù)雜的多,而且強度也大的多,它能夠消耗和吸收飛機在著陸時的
撞擊能量。概括起來,飛機起落架的主要作用有以下四個:
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承受飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時的重力;
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承受、消耗和吸收飛機在著陸與地面運動時的撞擊和顛簸能量;
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滑跑與滑行時的制動;
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滑跑與滑行時操縱飛機。
在過去,由于飛機的飛行速度低,對飛機氣動外形的要求不十分嚴(yán)格,因此飛機的起落架都是固定的,這樣對
制造來說不需要有很高的技術(shù)。當(dāng)飛機在空中飛行時,起落架仍然暴露在機身之外。隨著飛機飛行速度的不斷
提高,飛機很快就跨越了音速的障礙,由于飛行的阻力隨著飛行速度的增加而急劇增加,這時,暴露在外的起
落架就嚴(yán)重影響了飛機的氣動性能,阻礙了飛行速度的進一步提高。因此,人們便設(shè)計出了可收放的起落架,
當(dāng)飛機在空中飛行時就將起落架收到機翼或機身之內(nèi),以獲得良好的氣動性能,飛機著陸時再將起落架放下來
。然而,有得必有失,這樣做的不足之處是由于起落架增加了復(fù)雜的收放系統(tǒng),使得飛機的總重增加。但總的
說來是得大于失,因此現(xiàn)代飛機不論是軍用飛機還是民航飛機,它們的起落架絕大部分都是可以收放的,只有
一小部分超輕型飛機仍然采用固定形式的起落架。
飛機起落架的分類
起落架的布置形式是指飛機起落架支柱(支點)的數(shù)目和其相對于飛機重心的布置特點。目前,飛機上通常采用四種起落架形式:
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⑴后三點式起落架
* 后三點式:這種起落架有一個尾支柱和兩個主起落架。并且飛機的重心在主起落架之后。后三點式起落架多用于低速飛機上。
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后三點式起落架的結(jié)構(gòu)簡單,適合與低速飛機,因此在四十年代中葉以前曾得到廣泛的應(yīng)用。目前這種形式的起落架主要應(yīng)用于裝有活塞式發(fā)動機的輕型、超輕型低速飛機上。
后三點式起落架具有以下優(yōu)點:一是在飛機上易于裝置尾輪。與前輪相比,尾輪結(jié)構(gòu)簡單,尺寸、質(zhì)量都較??;二是正常著陸時,三個機輪同時觸地,這就意味著飛機在飄落(著陸過程的第四階段)時的姿態(tài)與地面滑跑、停機時的姿態(tài)相同。也就是說,地面滑跑時具有較大的迎角,因此,可以利用較大的飛機阻力來進行減速,從而可以減小著陸時和滑跑距離。因此,早期的飛機大部分都是后三點式起落架布置形式。
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然而,隨著飛機的發(fā)展,飛行速度的不斷提高,后三點式起落架暴露出了越來越多的缺點:
(1)在大速度滑跑時,遇到前方撞擊或強烈制動,容易發(fā)生倒立現(xiàn)象(俗稱拿大頂)。因此為了防止倒立,后三點式起落架不允許強烈制動,因而使著陸后的滑跑距離有所增加。
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(2)如著陸時的實際速度大于規(guī)定值,則容易發(fā)生“跳躍”現(xiàn)象。因為在這種情況下,飛機接地時的實際迎角將小于規(guī)定值,使機尾抬起,只是主輪接地。接地瞬間,作用在主輪的撞擊力將產(chǎn)生抬頭力矩,使迎角增大,由于此時飛機的實際速度大于規(guī)定值,導(dǎo)致升力大于飛機重力而使飛機重新升起。以后由丁速度很快地減小而使飛機再次飄落。這種飛機不斷升起飄落的現(xiàn)象,就稱為“跳躍”。如果飛機著陸時的實際速度遠大于規(guī)定值,則跳躍高度可能很高,飛機從該高度下落,就有可能使飛機損壞。
(3)在起飛、降落滑跑時是不穩(wěn)定的。如過在滑跑過程中,某些干擾(側(cè)風(fēng)或由于路面不平,使兩邊機輪的阻力不相等)使飛機相對其軸線轉(zhuǎn)過一定角度,這時在支柱上形成的摩擦力將產(chǎn)生相對于飛機質(zhì)心的力矩,它使飛機轉(zhuǎn)向更大的角度。
(4)在停機、起、落滑跑時,前機身仰起,因而向下的視界不佳。
基于以上缺點,后三點式起落架的主導(dǎo)地位便逐漸被前三點式起落架所替代,目前只有一小部分小型和低速飛機仍然采用后三點式起落架。
⑵前三點式起落架
* 前三點式:這種起落架有一個前支柱和兩個主起落架。并且飛機的重心在主起落架之前。前三點式起落架目前廣泛應(yīng)用于高速飛機上。
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前三點式起落架是目前大多數(shù)飛機所采用的起落架布置形式,與后三點式起落架相比較,前三點式起落架更加適合與高速飛機的起飛降落。
前三點式起落架的主要優(yōu)點有:
* 著陸簡單,安全可靠。若著陸時的實際速度大于規(guī)定值,則在主輪接地時,作用在主輪的撞擊力使迎角急劇減小,因而不可能產(chǎn)生象后前三點式起落架那樣的“跳躍”現(xiàn)象。
* 具有良好的方向穩(wěn)定性,側(cè)風(fēng)著陸時較安全。地面滑行時,操縱轉(zhuǎn)彎較靈活。
* 無倒立危險,因而允許強烈制動,因此,可以減小著陸后的滑跑距離。
* 因在停機、起、落滑跑時,飛機機身處于水平或接近水平的狀態(tài),因而向下的視界較好,同時噴氣式飛機上的發(fā)動機排出的燃氣不會直接噴向跑道,因而對跑道的影響較小。
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然而,前三點式起落架依然存在許多缺點:
* 前起落架的安排較困難,尤其是對單發(fā)動機的飛機,機身前部剩余的空間很小。
* 前起落架承受的載荷大、尺寸大、構(gòu)造復(fù)雜,因而質(zhì)量大。
* 著陸滑跑時處于小迎角狀態(tài),因而不能充分利用空氣阻力進行制動。在不平坦的跑道上滑行時,超越障礙(溝渠、土堆等)的能力也比較差。
* 前輪會產(chǎn)生擺振現(xiàn)象,因此需要有防止擺震的設(shè)備和措施,這又增加了前輪的復(fù)雜程度和重量。
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盡管如此,由于現(xiàn)代飛機的著陸速度較大,并且保證著陸時的安全成為考慮確定起落架形式的首要決定因素,而前三點式在這方面與后三點式相比有著明顯的優(yōu)勢,因而得到最廣泛的應(yīng)用。
⑶自行車式起落架
* 自行車式:這種起落架除了在飛機重心前后各有一個主起落架外,還具有翼下支柱,即在飛機的左、右機翼下各有一個輔助輪。
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無論是前三點式起落架還是后三點式起落架,其主輪都是布置在機翼下方,因此飛行時都將主輪收入機翼內(nèi)。但有一些飛機的機翼非常薄,或者是布置了其它結(jié)構(gòu)設(shè)備,因此難于將主起落架收入機翼內(nèi),這種飛機(特別是采用上單翼的轟炸機)往往采用自行車式起落架,如美國的“同溫層堡壘”B-52等。由于自行車式起落架的兩個主輪都在機身軸線上,飛行時直接收入機身內(nèi),而只在左右機翼下各裝一個較小的輔助輪。
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自行車式起落架雖然解決了主起落架的收放問題,但同時也帶來了諸多的缺點:
* 前起落架承受的載荷較大,而使尺寸、質(zhì)量增大。
* 起飛滑跑時不易離地而使起飛滑跑距離增大。為使飛機達到起飛迎角,需要依靠專門措施,例如在起飛滑跑時伸長前起落架支柱長度或縮短后起落架支柱長度。
* 不能采用主輪剎車的方法,而必須采用轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)實現(xiàn)地面轉(zhuǎn)彎等。
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由于以上的不利因素,除非是不得以,一般不采用自行車起落架。目前僅有少數(shù)飛機采用這種起落架布局形式,如美國的“海鷂”AV-8垂直起降戰(zhàn)斗機等。
* 多支柱式:
這種起落架的布置形式與前三點式起落架類似,飛機的重心在主起落架之前,但其有多個主起落架支柱,一般用于大型飛機上。如美國的波音747旅客機、C-5A(軍用運輸機(起飛質(zhì)量均在350噸以上)以及蘇聯(lián)的伊爾86旅客機(起飛質(zhì)量206噸)。顯然,采用多支柱、多機輪可以減小起落架對跑道的壓力,增加起飛著陸的安全性。
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在這四種布置形式中,前三種是最基本的起落架形式,多支柱式可以看作是前三點式的改進形式。目前,在現(xiàn)代飛機中應(yīng)用最為廣泛的起落架布置形式就是前三點式。
③起落架的結(jié)構(gòu)分類
* 構(gòu)架式起落架
構(gòu)架式起落架的主要特點是:它通過承力構(gòu)架將機輪與機翼或機身相連。承力構(gòu)架中的桿件及減震支柱都是相互鉸接的。它們只承受軸向力(沿各自的軸線方向)而不承受彎矩。因此,這種結(jié)構(gòu)的起落架構(gòu)造簡單,質(zhì)量也較小,在過去的輕型低速飛機上用得很廣泛。但由于難以收放,現(xiàn)代高速飛機基本上不采用。
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* 支柱式起落架
支柱式起落架的主要特點是:減震器與承力支柱合而為一,機輪直接固定在減震器的活塞桿上。減震支柱上端與機翼的連接形式取決于收放要求。對收放式起落架,撐桿可兼作收放作動筒。扭矩通過扭力臂傳遞,亦可以通過活塞桿與減震支柱的圓筒內(nèi)壁采用花鍵連接來傳遞。這種形式的起落架構(gòu)造簡單緊湊,易于放收,而且質(zhì)量較小,是現(xiàn)代飛機上廣泛采用的形式之一。
支柱式起落架的缺點是:活塞桿不但承受軸向力,而且承受彎矩,因而容易磨損及出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象,使減震器的密封性能變差,不能采用較大的初壓力。
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* 搖臂式起落架
搖臂式起落架的主要特點是:機輪通過可轉(zhuǎn)動的搖臂與減震器的活塞桿相連。減震器亦可以兼作承力支柱。這種形式的活塞只承受軸向力,不承受彎矩,因而密封性能好,可增大減震器的初壓力以減小減霞器的尺寸,克服了支柱式的缺點,在現(xiàn)代飛機上得到了廣泛的應(yīng)用。搖臂式起落架的缺點是構(gòu)造較復(fù)雜,接頭受力較大,因此它在使用過程中的磨損亦較大。
飛機起落架的分類有哪些?
前三點式。現(xiàn)代飛機上使用最廣泛的是前三點式起落架。兩個主輪保持一定間距左右對稱地布置在飛機質(zhì)心稍后處,前輪布置在飛機頭部的下方。飛機在地面滑行和停放時,機身地板基本處于水平位置,便于旅客登機和貨物裝卸。
后三點式。早期在螺旋槳飛機上廣泛采用后三點式起落架。其特點是兩個主輪(主起落架)布置在飛機的質(zhì)心之前并靠近質(zhì)心,尾輪(尾支撐)遠離質(zhì)心布置在飛機的尾部。在停機狀態(tài)時,飛機90%的質(zhì)量落在主起落架上,其余的10%由尾支撐來分擔(dān)。后三點起落架重量比前三點輕,但是地面轉(zhuǎn)彎不夠靈活,現(xiàn)代飛機已很少采用。
自行車式。還有一種用得不多的自行車式起落架,它的前輪和主輪前后布置在飛機對稱面內(nèi)(即在機身下部),重心距前輪與主輪幾乎相等。為防止轉(zhuǎn)彎時傾倒,在機翼下還布置有輔助小輪。這種布置型式由于起飛時抬頭困難而較少采用。
多支點式。這種起落架的布置形式與前三點式起落架類似,飛機的重心在主起落架之前,但其有多個主起落架支柱,一般用于大型飛機上。如美國的波音747客機、C-5A(軍用運輸機(起飛質(zhì)量均在350噸以上)以及蘇聯(lián)的伊爾86客機(起飛質(zhì)量206噸)。采用多支點式可以使局部載荷減小,有利于受力結(jié)構(gòu)布置;還能夠減小機輪體積,從而減小起落架的收放空間。
起落架是飛機下部用于起飛降落或地面(水面)滑行時支撐飛機并用于地面(水面)移動的附件裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機的部件,因此它是飛機不可分缺的一部份;沒有它,飛機便不能在地面移動。當(dāng)飛機起飛后,可以視飛行性能而收回起落架。
超輕型飛機的起落架前三點好還是后三點好,那種可縮短起飛和降落的滑行距離?
前三點明顯更好。后三點式說起來只有一個優(yōu)點,就是方便布局,不管飛機重心再哪里,反正三個點一個面隨便一放都可以。但是缺點就多多了。 首先起飛的時候,前三點式是直接抱桿,飛機抬頭就起飛了;后后三點式需要先推桿,后起落架離地,再抱桿,滑跑距離長,操作復(fù)雜;其次著陸的時候,前三點式主起落架在后,姿態(tài)比較好控制,一直帶著點兒操作桿就可以了;而后三點式需要和起飛時一樣,需要先推桿再抱桿,以便主起落架先于后起落架落地,而這個動作做不好,俗稱就叫“拿大頂”,說難聽點兒就是狗啃屎了。而如果后起落架先于主起落架接地,可能出現(xiàn)后起落架折斷,或者由于力矩的瞬間改變,飛機會在跑道上跑偏,甚至成個陀螺狀繞后起落架轉(zhuǎn)圈。 而如果你是做超輕型飛機,采用推進式的話,把主起落架放在發(fā)動機稍后的位置,大致都不會有錯了。當(dāng)然如果再精確點兒,租個吊車,把飛機整個吊起來,查找重心,也是個辦法。
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