2-1 起落架的型式
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起落架的结构主要由受力支柱、减震器(当支柱和减震器合成一个构件时则称为减震支柱)、扭力臂或摇臂、机轮和刹车装置等主要构件组成.当起落架放下并锁住时常为静定的空间杆系结构,用以承受和传递机轮上传来的集中力,也便于松开锁后进行收放。
下面介绍几种常用的结构型式并进行受力分析,一、简单支柱式和撑杆支柱式起落架这两种型式的主要受力构件是减震支柱,它上连机体结构,下连机乾,本身作为梁柱受力(图8.12.图8.13)。
这两种结构型式的特点如下:(1)结构简单紧凑,传力较直接,圆筒形支柱具有较好的抗压、抗弯、抗扭的综合性能,因而重量较轻,收藏容易。
(2)可用不同的轮轴、轮叉形式来调整机轮接地点与机体结构连接点间的相互位置和整个起落架的高度。
轮叉一般受两个平面内的弯矩和扭矩、还有剪力等引起的复合应力(图8.14)。
(3)简单支柱式由于上端两个支点很靠近,减震支柱接近于一悬臂梁柱,因而上端的根部弯矩大(图8.12)。
撑杆支柱式则常在支柱中部附近加一撑杆,使减震支柱以双支点外伸梁形式受力.大大减小于支柱上端的弯矩(图8,13).撑杆通常又兼作收放折叠连杆用(图8.1);或直接用收放作动筒锁定于某个位置后作为撑杆(图8.13),这将使起落架结构简化。
撑杆支柱式是目前常用的一种型式.(4)由于机轮通过轮轴(或轮叉)与减震支柱直接相连,因而不能很好吸收前方来的撞击.通常可将支柱向前倾斜一个角度(图8.12)即可对前方来的撞击起一定的减震用,但这会使支柱在受垂直撞击力时受到附加弯矩。
(5)这两种型式的减震支柱本身要受弯,所以它的密封性较差,减震器内部灌充的气体压力将因此受到限制,一般其初压力约为3MPa(一30个大气压),最大许可压力约为IOMPa(一100个大气压).因而减震器行程较大,整个支柱较长,重量增加。
(6)由于减震支柱的活动内杆与外筒(它直接与机体结构连接)之间不可能直接传递机轮载荷引起的扭矩,因此内杆与外筒之间必须用扭力臂连接。
8.4 起落架的布置型式一、起落架的布置型式起落架按机轮支点数目和位置来分,一般有以下三种型式。
1.前三点式(图8.7)前三点式起落架的两组主乾布置在飞机重心的稍后处,另一(或一组)前轮布置在飞机头部。
这种型式在现代喷气式和涡轮螺桨式飞机上桩广泛采用,主要原因有以下几点。
(1)飞机在地面运动的方向稳定性好.两主轮上的摩擦力合力户,绕飞机重心的力矩将减小偏向,使飞机转回到原来方向滑跑(图8.8(a))。
(2)飞机着陆时可猛烈刹车而不致使飞机向前翻倒(图8.8(b)),从而可采用高效刹车装置以大大缩短着陆滑跑距离,这对高速飞机很有利,着陆操纵也比较简单。
(3)飞机的纵轴线接近水平位置,因此乘员较舒适,驾驶员的前方视界好,飞机滑跑阻力小,起飞加速快;喷气发动机的喷流对机场的影响也较小。
前三点式起落架的缺点是前起落架比较长,受力大,重量也较大,因而起飞时飞机抬头难一些。
有时布置稍困难(在战斗机上飞机头部常装有雷达、电气、无线电设备和武器,当飞机头部装有发动机时,则前起落架的布置和收藏就更困难些)。
另外,前轮在高速滑跑中还会出现摆振现象,须加装减摆eS,使前起落架结构复杂(参见图8.38,图8.42).现代的大型运输机重量较大,囡此起落架一般都采用多轮小车式起落架。
一些重量很大的飞机,例如c—5A(重330t)、波音—747(351t),为了提高漂浮性主起落架采用了四组多轮小车式起落架。
此时从排列上看,沿机身轴线方向两侧的各两组主起落架比较靠近,因此从总体上说,一般仍作为前三点式布置(图8.2)。
2.后三点式(图8.9)对于小型低速装有活塞式发动机的飞机一般采用后三点式起落架,即将起落架的两个主轮布置在飞机重心的稍前处,另一尾轮布置在飞机尾部。
后三点式起落架安装处的空间容易保证。
尾部起落架受载小,重量较轻,又短又小,故容易布置和收藏。