2012-飞机总体设计-6第六讲-起落装置布置.

起落装置布置飞机系航空科学与工程学院飞机总体设计第六讲1第六讲起落装置布置6.1对起落装置的设计要求6.2起落架布置6.3轮胎参数的初步选择6.4“起落架的家”26.1对起落装置的设计要求飞机对起落装置设计的基本要求在飞机起飞、着陆过程中能吸收一定的能量，包括垂直和水平方向的在滑行、离地和接地时飞机的任何部分不能触及地面不允许发生不稳定现象，特别是在最大刹车、侧风着陆和高速滑行时起落架特性必须适合于准备使用机场的承载能力36.2起落架布置起落架的布置形式—后三点式主支点在飞机重心（质心）之前，在低速飞机上采用较多后三点式起落架固有的缺点就是在着陆时操纵困难，并有可能产生向前倒立的危险．后三点起落架的飞机，起飞和着陆滑跑时不稳定46.2起落架布置起落架的布置形式—前三点式广泛用于着陆速度较大的飞机，在着陆过程中操纵驾驶比较容易，具有滑跑稳定性由于机身处于接近水平的位置，故飞行员座舱视界的要求较容易满足着陆滑跑时，可以使用较强烈的刹车，有利于缩短滑跑距离缺点在于前轮可能出现自激振荡现象，即前轮“摆振”，所以需要加减摆器56.2起落架布置起落架的布置形式四轮式自行车式多小车式66.2起落架布置形式和轮数与飞机重量的典型关系双前轮使用普遍，尤其是对采用弹射起飞的舰载机重量大约在50,000lb以下时，尽管就万一有一个轮胎瘪胎情况下的安全性而言，在每个主轮支柱上采用双轮好些，但通常每个支柱还是采用单主轮重量50,000~150,000lb（甚至到250,000lb），每个支柱一般都使用双轮重量200,000~400,000lb，通常采用4轮的小车式重量大于400,000lb，采用四个轮轴架，每一轮轴架带4个或6个机轮，以便沿横向分散飞机的总载荷76.2起落架布置总体方案设计阶段布置起落架的主要原则控制机轮与飞机重心的相对位置和起落架的高度由此引起的擦地角、防倒立角要满足飞机在起飞抬前轮到主轮离地和着陆接地时应只能有机轮接触地面，且在跑道与飞机的所有其他部分之间应有适当的间隙（“其他部分”包括后机身、平尾翼尖、机翼翼尖、螺旋桨叶尖或发动机吊舱等）86.2起落架布置主要几何参数－擦地角γ对应于飞机尾部刚刚触地，起落架支柱全伸长，轮胎不压缩时，机头抬起最高时的姿态“机头抬起”：飞机迎角为α，由于地面效应使机翼升力达到最大可用值的90%时对大多数类型的飞机，这个范围约为10°~15°96.2起落架布置主要几何参数－防倒立角β（防后倒立角）主轮在停机状态接地点位置到重心的连线偏离垂线的夹角为防止飞机擦地，防倒立角应大于擦地角，且不小于15°106.2起落架布置主要几何参数－防侧翻角θ飞机滑行时急剧转弯侧翻趋势的量度根据我国的和美国的通用规范规定，对陆基飞机角不应大于63°，对舰载飞机角不应大于54°116.2起落架布置主要几何参数－前、主轮距B前轮承受飞机重量的最佳百分数大约为飞机重量的8%~15%B=（0.3～0.4）L机身要与防倒立角β相协调126.2起落架布置主要几何参数－主轮距依据飞机起飞、着陆以及在地面滑行稳定性，越宽越好主要决定于飞机重心距地面的高度可通过算出的防侧翻角进行检查136.2起落架布置停机角Ψ飞机的水平基准线与跑道平面之间的夹角可增大起飞滑跑时的迎角：α起飞=ψ+α安装对前三点式通常取0°~4°146.3轮胎参数的初步选择严格的说，“机轮”是装有橡胶轮胎的圆形金属物体。机轮内侧有“刹车”，以增加滚转摩擦力的方式使飞机减速术语“机轮”常用于表示机轮、刹车、轮胎完整的组件156.3轮胎参数的初步选择轮胎的尺寸由它所承受的飞机重量确定主轮胎约承受飞机总重的90%前轮仅承受约10%的静载荷，但着陆时却要承受较大的动载荷（典型的情况）对于早期的方案设计，可参照相似的设计或用统计的方法确定轮胎尺寸166.3轮胎参数的初步选择0.4670.360.3025.1喷气战斗机／教练机0.4800.390.3155.3运输机／轰炸机0.2163.50.2518.3通用航空飞机0.3122.30.3495.1通用航空飞机公制:主轮直径或宽度(cm)=0.4670.09800.3021.59喷气战斗机／教练机0.4800.10430.3151.63运输机／轰炸机0.2161.1700.2512.69通用航空飞机0.3120.71500.3491.51通用航空飞机英制:主轮直径或宽度(in.)=BABA宽度直径BwAWBwA机轮承受的重量176.3轮胎参数的初步选择如果飞机在未铺砌的粗糙跑道上使用，所需轮胎的直径和宽度应将计算值加大30%前轮胎的尺寸可假定大致为主轮胎的60~100%自行车式或四轮式起落架的前轮尺寸一般与主轮的相同后三点式起落架的后轮胎尺寸大约为主轮胎的四分之一到三分之一186.3轮胎参数的初步选择对于最后的设计布局，实际使用的轮胎必须根据制造商的产品目录选择，选择的根据通常是承受计算得到的静载和动载额定值的最小轮胎196.4“起落架的家”一个不合适的起落架收置位置可能损坏一个在其他方面是良好的设计方案！——可能切断飞机结构（增加重量），减少内部油箱体积或产生附加的气动阻力206.4“起落架的家”收置到机翼上，要减少翼盒尺寸，从而会增加重量并可能减小油箱体积收置到机身上或翼-身连接处，可能干扰纵梁对高速飞机来说，这些布局在空气动力上的好处胜过超过重量的损失实际上，所有民用喷气运输机都把起落架收置到机翼与机身的连接处216.4“起落架的家”许多下单翼战斗机把起落架收置到机翼或者机翼与机身连接处226.4“起落架的家”中单翼和上单翼战斗机，多把起落架收置到机身内236.4“起落架的家”对上单翼军用运输机，机身短舱布置是很普遍的，因为这种飞机的机身必须开敞着装货短舱带来的阻力增加可能是相当可观的246.4“起落架的家”起落架收放机构大多数收放机构是基于“四连杆”原理，即用枢轴把三个元件联接起来（第四根杆是飞机结构）在正常情况下，起落架支柱在收置前允许全伸长。虽然可以安装压缩支柱的装置，但仅适用于飞机内部空间绝对容纳不下全伸长支柱的情况有时要求机轮在收上的位置平躺在轮舱内，这是相当简单并可在许多军机上见到的，如F-1625复习题1.飞机对起落装置设计有哪些基本要求？2.在飞机总体方案设计阶段，起落架布置的主要原则是什么？26谢谢！