Y12F型飞机起落架结构设计_第2章起落架总体布局研究

飞机前起落架结构设计8．7前起落架的设计特点为了保证飞机在地面运动时有足够的滑跑稳定性，前轮应能绕支柱轴线自由定向旋转，因此在设计时要附加某些装置．一、前轮的自由定向及偏转操纵装置由于飞机在地面运动时要求灵活稳定，当飞机受到侧向力(如侧风、单边主轮受撞击等)而使机头偏向时，前轮应能自动转回原方向，并使飞机也e9较方便地转回原方向滑跑，面不致越偏越大，这是地面方向稳定性对前轮的要求．即便是方向稳定性好的前三点配置形式，如果将前轮固定死，则前轮处的摩擦力也将产生一定的不稳定力矩，使机头有越偏越大的趋势(图8．37)。

另外，地面滑行刹车转弯时(如刹住一侧主轮)也需前轮能自由<，转以减小转弯半径。

因而现代飞机的前轮都不固定锁死，而有一定的偏转自由度，其最大值已。

由所需的最小转弯半径来定，即一般已，＝~50’。

此外，为使前轮能自动转回飞机的前进方向，这就须将前轮放在支柱轴线后一定的距离“广(称为稳定距)处，这样，万一出现偏向，也会很快复原(参见图8．39)．稳定距“广大一些则稳定性好，但对起落架受力不利，一般取，二e．1一o．4D(D为前轮直径)。

为了增大飞机地面运动的灵活性以保证矗小转弯半径，有的飞机，特别是大型旅客机，还装有使前轮偏转的操纵机构(如图8．38所示)。

二、前轮的减摆装置当前起落架没有采用合适的减撰措施时前轮可能会出现摆振，即飞机在地面滑跑到一定速度时，能自由偏转的机轮和支柱的弹性振动与轮面的转动交织在一起，出现一种剧烈的僻摆振动，它会引起机头强烈摇晃，这种现象称为前轮摆振。

振动可能越来越厉害，直至支柱折断，轮胎撕裂，在很短的时间内酿成严重事故。

产生前轮摆振的原因是由于机轮(连带支柱)是一个弹性体．当偶然受到外力千扰时(如跑道不平、侧风、操纵不当等)使机轮偏离前进轴线一个距离^。

(图8．39)。

这时轮面倾斜，轮胎接地部分的形状变成弯腰形。

当飞机继续前进时，机轮将一边《9转"角；同时由于弹性恢复力的作用，一边向前进轴线靠近(减小^)．当达到^二o，"二Jo时，由于惯性关系，在继续往前滚时又出现了一^，同时就又出现了弹性恢复力，而轮胎接地部分变成反的弯腰形，这样就使得A反向增大，到一厶后又开始减小。

一、起落架的发展和概述（一）、起落架的发展演变在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都由固定的支架和机轮组成，这样对制造来说不需要有很高的技术。

当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。

随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步提高。

因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。

然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。

但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如农-5飞机）。

（二）、 起落架的概述起落架是飞机起飞、着陆、滑跑、地面移动和停放所必须的支撑系统，是飞机的重要部件之一，其工作性能的好坏及可靠性直接影响飞机的使用和安全。

通常起落架的质量月占飞机正常起飞总重量的4%—6%，占结构质量的10%—15%。

飞机上安装起落架要达到两个目的：一是吸收并耗散飞机与地面的冲击能量和飞机水平能力；二是保证飞机能够自如二又稳定地完成在地面上的各种动作。

为适应飞机在起飞、着陆滑跑和地面滑行的过程中支撑飞机重力，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受相应的载荷，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。

为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。

此外还包括承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。

承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。

前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。

前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。

起落架机构设计
起落架机构设计是指设计飞机的起落架系统，包括起落架的结构、材料、传动装置等。

起落架机构设计的目标是实现飞机在起飞、着陆和地面运动时的安全、稳定和可靠性。

起落架机构设计的主要考虑因素包括以下几个方面：
1. 强度和刚度：起落架机构需要具备足够的强度和刚度，以承受飞机在起飞、着陆和地面运动过程中的重力和冲击载荷。

起落架机构需要通过结构设计和材料选择来满足这一要求。

2. 减震性能：起落架机构需要具备一定的减震性能，以减少飞机在着陆时的冲击力和振动。

减震性能主要通过减震装置来实现，包括弹簧、减震器等。

3. 操纵性能：起落架机构需要具备良好的操纵性能，以实现起落架的伸缩、收放和锁定等操作。

操纵性能主要通过传动装置来实现，包括液压系统、电动系统等。

4. 可维护性：起落架机构需要具备方便维护和更换的特点，以提高飞机的可用性和降低维护成本。

可维护性可以通过设计易于拆卸和安装的部件、提供快速检修和更换的接口等来实现。

5. 重量和空间：起落架机构需要尽可能减少自身的重量和占用空间，以提高飞机的有效载荷和燃油经济性。

重量和空间的优化可以通过结构设计、材料选择和紧凑型设计等来实现。

最近，随着新材料和数字化技术的发展，起落架机构设计也受到了一些新的影响。

例如，采用轻型复合材料可以减轻起落架的重量，提高飞机性能。

而数字化技术可以应用于起落架机构的模拟和仿真，以加快设计和优化过程。

第2章起落架系统(LANDING GEAR SYSTEM)地面支撑飞机保证飞机地面灵活运动减小着陆撞击力减小飞机地面运动颠簸起落架收放飞机起落架的型式起落架减震与收放系统起落架刹车系统A330－300后三点式：重心在主轮之后前三点式：重心在主轮之前多点式：前三点式增加一或两个机身主起落架 自行车式：重心在前后主轮之间，有翼尖支撑轮后三点式前三点式自行车式后三点式起落架后三点式起落架特点:重量轻可在简易机场起降 机头高起、降时视野不好 稳定性差前三点式起落架前三点起落架的特点:起降视野好稳定性好，可采用高效刹车，可以用于高速起降的飞机可以安装喷气发动机起飞滑跑阻力小两点着陆易控制2.1.1起落架的配置型式 减小起落架对跑道的冲击力和分散过大的结构集中载荷 同时便于起落架的收放多点式起落架 四点式五点式自行车式起落架自行车式起落架的特点:起飞抬头较困难地面转弯较难主起落架便于收入机身支柱套筒式小车式构架式结构简单，重量轻不能收放支柱套筒式结构简单，重量轻，较可靠受水平撞击时，减震效果差、密封装置磨损不均减震性好密封装置磨损均匀结构较复杂，可靠性相对较差小车式降低了机轮对跑道的冲击力干线机用1.减震支柱2.扭力臂3.阻力撑杆4.稳定减震器5.收放机构6.刹车平衡装置7.轮架翻转机构8.机轮前轮的稳定距：前轮接地点到偏转轴线的垂直距离。

目的：保证前轮偏转稳定性与灵活性。

前轮中立机构功用：¾离地时回中立以便收轮入舱¾放下时中立接地前轮转弯系统：①机械式：地面时，脚蹬与前轮转弯机构相关连；离地后,(通常)脚蹬与转弯机构脱开。

②液压式前轮转弯型式单动作筒式双动作筒式操纵控制转弯手轮脚蹬实现地面转弯方法：主轮单刹车不对称功率前轮转弯机构（基本转弯方法）前轮转弯操纵三种工作状态：滑行手操纵状态：小速度转大弯；滑跑脚操纵状态：大速度修正方向；自由定位状态：液压断开，前轮自由偏转（地面拖飞机，离地后中立机构使前轮回中立）。

［键入公司名称］［键入文档标题］［键入文档副标题］【键入作者姓名］姓名：龙玉起落架的结构，布置型式，疲劳强度研究，动力学研究，设计与分析目录一.引言.......................................................... ...................... ..2二.起落架结构概述..........................................................• 21 •结构 (2)① .承力支柱0 减震洋..........W-②■收放系统③•机轮和刹车系统............................................................................. .. (2)④^ 转弯系统............................................................................... ............... .2.33. 类............................................................................... ................. ・・4三.起落架研究现状与发展趋势 (4)（一）疲劳破坏的相似规律..................................................................... •51■硬劳强度的统计估算法............................................................................ .52.起落架结构材料疲劳破坏相似规律的研究 (5)（二）. 起落架动力学的分析方法 (6)（三）. 起落架设计 .................................................................................. .61.主起落架长度与防翻角的关系............... ・ .................................................. .62.主起落架长度与尾座角的关系............... ・ .................................................. .63.主起落架长度与侧翻角的关系............... ・ .................................................. .6（四）•发展趋势 .................................................................................... .8四总结.......................... . ..............................飞机起落架的设计分析一•引言起落架是航空器下部用于起飞降落以及滑行时支撑航空器并用于移动的附件装置。

起落架机构设计起落架是飞机的重要组成部分，用于支撑飞机在地面上行驶和起飞、降落时的着陆冲击。

起落架机构设计的主要目标是保证飞机在各种复杂的地面和飞行条件下的安全运行。

一、起落架的分类根据机身位置和构造形式，起落架可以分为前起落架、主起落架和尾起落架。

前起落架位于机头，主要用于支撑飞机的前部；主起落架位于机翼下方，主要用于支撑飞机的重量；尾起落架位于机尾，主要用于支撑飞机在地面上的稳定性。

二、起落架机构的设计要求1. 强度和刚度：起落架需要承受来自飞机重量、飞行动力和着陆冲击的巨大力量，因此必须具备足够的强度和刚度，以确保飞机在各种工况下的安全运行。

2. 减震和缓冲：起落架机构设计需要考虑减震和缓冲的功能，以吸收着陆冲击和减少对飞机结构的影响。

常见的减震装置包括液压减震器、弹性支撑和减震橡胶等。

3. 可靠性和耐久性：起落架是飞机的重要部件，需要具备良好的可靠性和耐久性，以确保长时间的使用和多次的起降操作。

设计中应考虑材料的选择、连接方式的设计以及防腐蚀和防冻的措施。

4. 转弯和收放机构：起落架机构设计中，转弯和收放机构是关键的部分。

转弯机构用于实现飞机转弯时的方向控制，收放机构用于实现起落架的伸缩操作。

这些机构需要具备灵活、稳定和可靠的特点。

5. 自动控制和指示：现代飞机起落架机构设计中，通常配备了自动控制和指示系统，以实现起落架的自动化操作和状态监测。

这些系统包括起落架传感器、液压控制阀和电子控制单元等。

三、起落架机构的发展趋势随着航空技术的不断发展和飞机性能的提升，起落架机构也在不断创新和改进。

未来起落架机构设计的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 轻量化设计：为了提高飞机的性能和燃油效率，起落架机构设计将趋向轻量化，采用高强度轻质材料和新型结构设计，以减少起落架的重量。

2. 智能化控制：随着航空电子技术的发展，起落架机构设计将趋向智能化，通过传感器和控制系统实现起落架的自动控制和状态监测，提高飞机的安全性和可靠性。

1.引言起落架是供飞机起飞、着陆时在地面上滑跑、滑行停放用的。

它是飞机的主要部件之一，其工作性能的好坏以及可靠性直接影响飞机的使用和安全。

具体说，起落架主要功用有：一是吸收并耗散飞机着陆垂直速度所产生的动能；二是保证飞机能够自如而又稳定地完成在地面上的各种动作。

为了有效地完成起功能，起落架设计面临着结构设计、机构设计、空气动力性能以及由飞机用途决定和维修人员提出的使用、维修等方面一系列存在的有一定矛盾的各种要求。

举例来说，在多数情况下飞机起落架整个装置的重量占全机重量的3%~5%，占飞机结构重量的10%~15%；而它必须在飞机升空后能收入到机体结构和飞机阻力影响最小的空间中去。

然而，现代飞机速度增大；现代战斗机均要求有近距离起落等高性能；一些大型运输机比过去重的多（如波音-747的重量是波音-707-320的两倍多），此时就必须采用大的多轮式起落架；同时上述种种原因使起落架的各种装置比过去更为复杂，而使其起落架的空间更显紧张。

由此可见，设计人员要找到一个能最好地协调各种要求，同时又使结构轻、成本低的设计方案变得越来越困难了。

现代飞机起落架是由结构、机构和各种系统共同组成的复杂机械装置，包括减震系统、受力支柱、撑杆、机轮、刹车装置和防滑控制系统、收放机构、电气系统、液压系统和其他一些系统和装置。

因此起落架设计比飞机结构设计的其他部件要包含更多的工程专业。

起落架材料的发展状况，欧美国家起落架选用300M和35NCD16低合金超高强度钢整体锻件结构加工工艺，零件外形加工后进行真空热处理或可控气氛热处理。

材料利用率只有12.5%-25.0%。

俄罗斯起落架选用30CrMnSiNi2A（真空冶炼）低合金超高强度钢锻件焊接结构加工工艺，主要受力构件采用高压真空电子束焊焊接，焊后进行热处理（空气炉加热+盐浴炉淬火）。

目前，新型的高强度、高韧性和高腐蚀抗力的改进型镍-钴低碳合金钢已开始在舰载飞机起落架上应用，最典型的材料是AerMet100和AF100，此类材料除具有优异的综合力学性能外，还具有优良的疲劳性能和焊接性能，可替代现在使用的起落架结构材料300M和4340钢等。

基于迭代算法的直升机起落架总体布局参数设计杨俊;黄钦儿;贾玉红【摘要】应用反复迭代的思想，建立了一套起落架总体布局参数的设计方法，并在已有型号进行了设计验证。

验证结果表明了设计方法的有效性。

%This paper provided with a procedure to design the General Layout parameters of helicop-ter Landing gears using Iterative algorithm. To verify the procedure, compared the design values with the original ones. The corresponding result proved the methods.【期刊名称】《直升机技术》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P12-16)【关键词】起落架;总体布局;迭代算法【作者】杨俊;黄钦儿;贾玉红【作者单位】中国直升机设计研究所，江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所，江西景德镇 333001;北京航空航天大学，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】V226直升机起落架一般有前三点、后三点、滑撬式三种型式。

合理的起落架型式及总体布局对直升机的起落安全起着十分重要的作用。

起落架的型式因直升机吨位、功能不同而选择不同，其总体布局的各参数设计更是充满矛盾。

已有的文献均着重于从某一方面来论述某单一参数的确定原则，而没有考虑其它参数的限制。

对于整个起落架，没有一个系统的总体布局方法。

本文用反复迭代的思想，建立一套起落架总体布局参数的工程方法，并在已有型号的直升机上进行起落架设计验证。

前三点式起落架，承载能力强，较适合于运输直升机及相关衍生机型，特别是需要在尾部开舱门的直升机[1]。

如SA321“超黄蜂”、EH101等直升机即采用此构形。

由于前起落架布置在机身驾驶舱下部，不利于再在机腹安装机炮等攻击设备以及雷达等搜索/侦查设备；坠机后前起落架不能吸收足够多的撞击能量，且前起支柱易于戳穿驾驶舱地板对飞行员造成伤害，抗坠毁性差。