起落架装置

第四章：飞机起落架装置航空工程学院飞机系2012.10飞机构造学Page2飞机起落架系统是供飞机在地面起飞、降落、滑行和停放时使用的机构保证飞机在地面上可以自由滑跑能承受着陆时的冲击载荷并且能够平稳吸收碰撞能量飞机构造学Page3飞机构造学Page4支持飞机；提供飞机滑行时的地面方向操纵。吸收撞击动能；飞机构造学Page5１、后三点式(图a)２、前三点式(图b)３、自行车式(图c)一、起落架简介起落架的配置形式飞机构造学Page6后三点式起落架•优点：–构造简单，重量轻；–易于在螺旋桨飞机上布置；–便于利用气动阻力使飞机减速。•缺点：–方向稳定性差，飞机容易打地转；–着陆必须三点接点，操纵较困难；–两点接地时可导致飞机“跳跃”；–采用刹车装置时，飞机可发生倒立、翻筋斗现象。飞机构造学Page7运5飞机构造学Page8前三点式•目前绝大多数飞机上都采用前三点式的起落架。•优点：1）前三点式的起落架具有飞机地面运动的稳定性好，滑行中不容易偏转和倒立；2）着陆时，只用后两个主轮接地，比较容易操纵；3）当飞机在地面运动时，机身与地面接近平行，飞行员视界较好，同时还可以避免喷气发动机喷出的燃气损坏跑道。•前三点式起落架的主要缺点是前起落架承受的载荷较大。飞机构造学Page9飞机构造学Page10自行车式•某些高速重型飞机采用自行车式起落架。•优点：承受主要载荷的两个主起落架可以收在机身，体积较小的两个辅助轮可以使飞机停放和滑行时稳定，也较易收藏在厚弦比较小的机翼内。•结构比较复杂，应用还不广泛。飞机构造学Page11B-47战略轰炸机飞机构造学Page12多点（支柱）式起落架B747飞机构造学Page13A380飞机构造学Page14飞机构造学Page15起落架的主要参数1.前三点式的起落架的主要参数（1）停机角（2）后坐角（3）防后坐角（4）轮距飞机构造学Page16起落架的主要参数2.后三点式起落架的主要参数（如图）（1）停机角（2）防倒立角（3）前伸角飞机构造学Page17起落架的主要参数3.自行车式起落架的主要参数（如图）（1）停机角（2）后坐角和防后坐角（3）前后轮距飞机构造学Page18起落架的配置形式对飞机地面运动稳定性的影响飞机的稳定性？Y(立轴)Z(横轴)X(纵轴)飞机重心飞机构造学Page191．起落架的配置形式对飞机在地面运动的方向稳定性的影响前三点飞机在滑行中偏转时(图a)后三点飞机在滑行中偏转时(图b)vvM恢复M偏转M恢复M偏转v飞机构造学Page202．起落架的配置形式对飞机在地面运动的横向稳定性的影响飞机构造学Page213.起落架的配置形式对飞机在地面运动的纵向稳定性的影响飞机两点滑跑时的纵向稳定性飞机在滑行中的纵向稳定性飞机构造学Page22起落架的结构形式起落架的结构形式可分为构架式、支柱套筒式和摇臂式三类。1．构架式起落架承力构架中的减震支柱及其他杆件都是相互铰接的，仅承受轴向力。飞机构造学Page23起落架的结构形式2．支柱套筒式起落架起落架的支柱就是由外筒和活塞杆套接起来的减震支柱，长期以来得到广泛应用。张臂式起落架撑杆式起落架飞机构造学Page24起落架的结构形式支柱套筒式起落架承受水平撞击情形飞机构造学Page25起落架的结构形式3．摇臂式起落架承力支柱和减震器通过摇臂（轮臂或轮叉）与机轮相连多用作主起落架多用作前起落架（前三点式）多用作尾起落架（后三点式）飞机构造学Page26起落架的结构形式飞机构造学Page27滑行装置的形式1.轮式滑行装置轮式滑行装置是应用得最广泛的一种滑行装置。它的机轮在起落架受力结构上的固定方式常见的有半轴、半轮叉、轮叉等形式飞机构造学Page28滑行装置的形式1.轮式滑行装置多轮（“小车式”）起落架，支柱下端与装有四个或更多个机轮的轮架相连，轮架与支柱铰接飞机构造学Page29滑行装置的形式2．滑橇式滑行装置主要用于雪地机场起落的飞机，也可用于土质和草地机场起落飞机构造学Page30滑行装置的形式3．履带式滑行装置由履带和导向滚轮系统组成，履带通常用夹金属丝的涂胶布制成。通常只用于某些特种飞机。飞机构造学Page31滑行装置的形式水上滑行装置安装在起落架上的浮筒直接把机身做成密封的船身飞机构造学Page32起落架的收放形式主起落架沿翼展方向收放沿翼弦方向收放起落架的收放形式飞机构造学Page33起落架的收放形式1．沿翼展方向收放起落架沿翼展收起的情况飞机构造学Page34飞机构造学Page35起落架的收放形式2．沿翼弦方向收放支柱的旋转机构飞机构造学Page36起落架的收放形式2．沿翼弦方向收放轮架的转动飞机构造学Page37二、起落架减震装置起落架减震装置减小飞机在着陆接地和地面运动时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。轮胎减震器（减震支柱）飞机构造学Page38起落架减震器橡皮绳式减震器弹簧式减震器飞机构造学Page39起落架减震器油液橡皮式减震器油液弹簧式减震器飞机构造学Page40油气式减震器：相较前两类减震器的主要特点是利用气体的压缩变形来吸收能量，对密封性要求很高。液体式减震器：直接利用液体在高压下产生变形来吸收能量，工作压力高达几千个大气压，对密封性要求更高。起落架减震器飞机构造学Page41起落架减震器减震器类型吸收能量消耗能量橡皮绳式固体弹性变形分子摩擦弹簧式分子摩擦垫圈摩擦油液橡皮绳式固体弹性变形液体阻尼油液弹簧式油气式气体压缩变形油液式液体压缩变形飞机构造学Page42油气式减震器油气式减震器（一）基本工作原理油气式减震器主要利用气体的压缩变形吸收撞击动能，利用油液高速流过小孔的摩擦消耗能量。飞机构造学Page43飞机构造学Page44冷气工作特性减震器压缩和伸张行程中，冷气作用力与压缩量的关系：—初始体积—初始压力—活塞有效面积—多变指数0V000气气气FSFVVppnn0p气Fn油气式减震器飞机构造学Page45油气式减震器冷气工作特性冷气工作特性曲线飞机构造学Page46工作特性分析1．冷气的工作特性具有不同初始压力的冷气工作特性曲线油气式减震器的工作特性分析，即研究其在工作过程中载荷的变化情况和吸收、消耗能量的情况飞机构造学Page47工作特性分析2．油液的工作特性油液工作特性曲线飞机构造学Page48工作特性分析3．冷气和油液共同工作的特性冷气和油液共同工作的特性曲线减震器的压缩量和伸张逐渐减小的工作特性曲线飞机构造学Page49工作特性分析减震器的工作特性曲线4．密封装置和活塞杆上下支点处的摩擦力对减震器工作特性的影响飞机构造学Page50（1）密封装置的摩擦力（2）活塞杆上下支点处的摩擦力1edpT油密封密封装置的构造密封装置和活塞杆上下支点处的摩擦力工作特性分析飞机构造学Page51减震器的特性系数1．预压系数当减震器完全伸张时，开始压缩减震器所需的力Po与减震器的停机载荷P停机的比值。能表示减震器的软硬程度。停机摩擦气停机PPFpPPn000飞机构造学Page52减震器的特性系数2．效率系数(丰满系数)表示减震器在规定的最大压缩量和最大载荷的条件下，吸收撞击动能的的能力。最大最大最大SPW飞机构造学Page533．热耗系数(滞后系数)减震器在一次压缩和伸张行程中，油液、密封装置等摩擦消耗的能量与减震器吸收的全部能量的比值。全部摩擦油减震器的特性系数飞机构造学Page54减震器性能的调节装置出现载荷高峰时减震器的工作特性曲线载荷高峰现象：飞机重着陆时，由于初始压缩速度大，而通油孔面积小，油液作用力会迅速增大;减震器所受载荷增大，在性能曲线上呈现高峰凸起,称为载荷高峰；解决办法：根据压缩量变化调节阻尼孔面积！飞机构造学Page55减震器性能的调节装置1.通油孔面积调节装置装有定压活门的减震器示意图及其工作特性曲线飞机构造学Page56载荷高峰的消除——调节油针（油槽）PS飞机构造学Page57防反跳装置•反跳现象当起落架伸张速度过大时，在伸张行程结束时飞机垂直速度大于零，会造成飞机跳离地面的情况，称为反跳现象！•防反跳活门可限制减震支柱伸张速度，防止飞机反跳；•防反跳活门又可称为反行程制动活门！飞机构造学Page58减震器性能的调节装置2．单向节流活门具有反行程制动活门的减震器示意图及其工作特性曲线具有正行程制动活门的减震器示意图及其工作特性曲线飞机构造学Page59B—737主起落架减震支柱1．组成减震支柱包括内、外筒、节流孔支撑管、缓冲活门和限流针杆。2．减震支柱的控制3．主减震支柱的工作4．主减震支柱的封严飞机构造学Page60油气减震装置的维护•气量充灌不符合标准的危害分析：SP气压正常气压过高气压过低飞机构造学Page61油气减震装置的维护•油量充灌不符合标准的危害分析：SP油量正常油量过多油量过少飞机构造学Page62油气减震装置的维护•油气充灌量不符合标准的危害：充灌状态受力情况变化危害减震过软充气不足气体反抗压缩变形能力变小重着陆时易发生刚性撞击！充油不足同样压缩量气体压缩率变小减震过硬充气过多气体反抗压缩变形能力变大滑行时飞机颠簸严重；着陆时飞机结构受力增大，易损坏！充油过多同样压缩量气体压缩率变大飞机构造学Page63油气减震装置油气量充灌标准•油量充灌标准–减震支柱完全压缩时，油液与充气口平齐；•气压充灌标准–按照起落架充气勤务曲线进行充气；03-16飞机构造学Page64三、起落架收放系统对收放系统的要求起落架在收上和放下位都应可靠锁定，并给机组明确指示；收放机构应按一定顺序工作，防止相互干扰；系统应在不安全着陆时向机组发出警告；在正常收放系统发生故障时，应有应急放下系统；地面应设置防收安全措施飞机构造学Page65三、起落架收放系统一、锁机构收放位置锁的构造形式是多种多样的，收上锁通常采用挂钩式，利用摇臂、弹簧和作动筒等机构来上锁或开锁。收上锁的构造及上锁原理飞机构造学Page66飞机构造学Page67一、锁机构下位锁通常采用撑杆式锁，也称过中心（中立）锁飞机构造学Page68起落架收放（1）开舱门（2）开下位锁（3）收起落架（4）锁上位锁（5）关舱门起落装置收起顺序：起落装置放下顺序：（1）开舱门（2）开上位锁（3）放下起落架（4）锁下位锁（5）关舱门起落架收放试验飞机构造学Page69二、正常收放系统作动筒串联的顺序协调装置：按规定的顺序把传动各部件的作动筒串联起来，高压油液依次进入各个作动筒。飞机构造学Page70二、正常收放系统作动筒并联的顺序协调装置：专门设置了控制传动顺序的附件以保证传动顺序协调。利用机械触通式顺序活门控制传动顺序的协调装置飞机构造学Page71利用液压触通式顺序活门控制传动顺序的协调装置飞机构造学Page72利用终点电门控制传动顺序的协调装置飞机构造学Page73正常收放系统工作原理飞机构造学Page74B-737正常收放系统飞机构造学Page75二、应急放下系统（1）当正常收放系统发生任何合理的实效时，应能放下起落架；（2）任何单个的液压源、电源或等效能源失效时，应能放下起落架。由扇形轮、曲柄、上锁释放拉杆、凸轮轴、双指凸轮及回程弹簧组成。飞机构造学Page76（一）位置指示与警告系统1.灯光指示信号信信信号号号灯灯灯位位位置置置飞飞飞机机机类类类型型型起起起落落落架架架位位位置置置英英英美美美飞飞飞机机机前前前苏苏苏联联联飞飞飞机机机起起起落落落架架架收收收上上上锁锁锁定定定无无无灯灯灯亮亮亮红红红灯灯灯亮亮亮起起起落落落架架架放放放下下下锁锁锁定定定绿绿绿灯灯灯亮亮亮绿绿绿灯灯灯亮亮亮起起起落落落架架架在在在收收收放放放过过过程程程中中中红红红灯灯灯亮亮亮无无无灯灯灯亮亮亮三、起落架位置指示与警告系统及地面防收放安全措施飞机构造学Page772.机械指示信号通常直接装在下位锁处，目测观察起落架是否放下锁定。三、起落架位置指示与警告系统及地面防收放安全措施飞机构造学Page783.警告系统（1）灯光警告飞机构造学Page793.警告系统（2）音响警告飞机构造学Page80（二）