飛機(jī)起落架基本結(jié)構(gòu)

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1、 起落架 起落架就是飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)用于支撐飛機(jī)重力，承受相應(yīng)載荷的裝置。 任何人造的飛行器都有離地升空的過程， 而且除了一次性使用的火箭導(dǎo)彈和不需要回收的航天器之外， 絕大部分飛行器都有著陸或回收階段。對(duì)飛機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)這一起飛著陸（飛機(jī)的起飛與著陸過程）功 能的裝置主要就是起落架。 基本介紹 起落架就是飛機(jī)在地面停放、滑行、起降滑跑時(shí)用于支持飛機(jī)重量、吸收撞擊能量的飛機(jī)部件。 簡單地說，起落架有一點(diǎn)象汽車的車輪，但比汽車的車輪復(fù)雜的多，而且強(qiáng)度也大的多，它能夠消耗 和吸收飛機(jī)在著陸時(shí)

2、的撞擊能量。 概括起來，起落架的主要作用有以下四個(gè)： 承受飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)的重 力； 承受、消耗和吸收飛機(jī)在著陸與地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和顛簸能量； 滑跑與滑行時(shí)的制動(dòng)； 滑跑 與滑行時(shí)操縱飛機(jī)。 2 結(jié)構(gòu)組成 為適應(yīng) 飛機(jī)起飛 、著陸滑跑和地面滑行的需要，起落架的最下端裝有帶充氣輪胎的機(jī)輪。為了縮短著陸滑跑距離，機(jī)輪上裝有剎車或自動(dòng)剎車裝置。此外還包括承力支柱、減震器（常用承力支柱作 為減震器外筒） 、收放機(jī)構(gòu)、前輪減擺器和轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)等。 承力支柱將機(jī)輪和減震器連接在機(jī)體上，并將著陸和滑行中的撞擊載荷傳遞給機(jī)體。 前輪減擺器用于

3、消除高速滑行中前輪的擺振。 前輪轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)可以增加飛機(jī)地面轉(zhuǎn)彎的靈活性。 對(duì)于在雪地和冰上起落的飛機(jī)， 起落架上的機(jī)輪用滑橇代替。 2.1 減震器 飛機(jī)在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時(shí)， 與地面發(fā)生劇烈的撞擊， 除充氣輪胎可起小 部分緩沖作用外，大部分撞擊能量要靠減震器吸收?，F(xiàn)代飛機(jī)上應(yīng)用最廣的是油液空氣減震器。當(dāng)減 震器受撞擊壓縮時(shí)，空氣的作用相當(dāng)于彈簧，貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔，吸收大量撞 擊能量，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使飛機(jī)撞擊后很快平穩(wěn)下來，不致顛簸不止。 2.2 收放系統(tǒng) 收放系統(tǒng)一般以液壓作為正常收

4、放動(dòng)力源，以冷氣、電力作為備用動(dòng)力源。一般前起落架向前收 入前機(jī)身， 而某些重型 運(yùn)輸機(jī) 的前起落架是側(cè)向收起的。 主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收 放和翼弦方向收放兩種。 收放位置鎖用來把起落架鎖定在收上和放下位置， 以防止起落架在飛行中自 動(dòng)放下和受到撞擊時(shí)自動(dòng)收起。對(duì)于收放系統(tǒng)，一般都有位置指示和警告系統(tǒng)。 2.3 機(jī)輪和剎車系統(tǒng) 機(jī)輪的主要作用是在地面支持收飛機(jī)的重量， 減少飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)的阻力， 吸收飛機(jī)著陸和地面運(yùn) 動(dòng)時(shí)的一部分撞擊動(dòng)能。主起落架上裝有剎車裝置，可用來縮短飛機(jī)著陸的滑跑距離，并使飛機(jī)在地

5、面上具有良好的機(jī)動(dòng)性。 機(jī)輪主要由輪轂和輪胎組成。 剎車裝置主要有彎塊式、 膠囊式和圓盤式三種。 應(yīng)用最為廣泛的是圓盤式，其主要特點(diǎn)是摩擦面積大，熱容量大，容易維護(hù)。 3 發(fā)展歷程 在過去，由于飛機(jī)的飛行速度低，對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)外形的要求不十分嚴(yán)格，因此飛機(jī)的起落架都由固定的支架和機(jī)輪組成，這樣對(duì)制造來說不需要有很高的技術(shù)。當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)，起落架仍然暴露在機(jī)身之外。隨著飛機(jī)飛行速度的不斷提高，飛機(jī)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(shí)，暴露在外的起落架就嚴(yán)重影響了飛機(jī)的氣動(dòng)性能，阻礙了飛行速度的進(jìn)一步提高。 因此，人們便設(shè)計(jì)出

6、了可收放的起落架，當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)就將起落架收到 機(jī)翼或機(jī)身之內(nèi)， 以獲得良好的氣動(dòng)性能，飛機(jī)著陸時(shí)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(jī)的總重增加。但總的說來是得大于失，因此現(xiàn)代飛機(jī)不論 是軍用飛機(jī)還是民航飛機(jī)， 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(jī) 仍然采 用固定形式的起落架（如蜜蜂系列超輕型飛機(jī)）。 4 型式分類 4.1 前三點(diǎn)式起落架 飛機(jī)上使用最多

7、的是前三點(diǎn)式起落架 (圖 1a[ 起落架布置型式 ]）。 前輪在機(jī)頭下面遠(yuǎn)離飛機(jī)重心處，可避免飛機(jī)剎車時(shí)出現(xiàn) “拿大頂 ”的危險(xiǎn)。兩個(gè)主輪左右對(duì)稱地布置在重心稍后處，左右主輪有一定距離可保證飛機(jī)在地面滑行時(shí)不致傾倒。飛機(jī)在地面滑行和停放時(shí)， 機(jī)身地板基本處于水平位置， 便于旅客登機(jī)和貨物裝卸。 重型飛機(jī)用增加機(jī)輪和支點(diǎn)數(shù)目的方法減低輪胎對(duì)跑道的壓力，以改善飛機(jī)在前線土跑道上的起降滑行能力 ,例如美國軍用運(yùn)輸機(jī) C-5A ，起飛重量達(dá) 348 噸，僅主輪就有 24 個(gè),采用 4 個(gè)并列的多輪式車架（每個(gè)車架上有 6 個(gè)機(jī)輪），構(gòu)成 4 個(gè)并列主支點(diǎn)。加上前支點(diǎn)共有 5 個(gè)支點(diǎn) ,但仍

8、然具有前三點(diǎn)式起落架的性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn) * 著陸簡單，安全可靠。若著陸時(shí)的實(shí)際速度大于規(guī)定值，則在主輪接地時(shí)，作用在主輪的撞擊 力使迎角急劇減小，因而不可能產(chǎn)生象后三點(diǎn)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(shí)較安全。地面滑行時(shí)，操縱轉(zhuǎn)彎較靈活。 * 無倒立危險(xiǎn)，因而允許強(qiáng)烈制動(dòng)，因此，可以減小著陸后的滑跑距離。 * 因在停機(jī)、起、落滑跑時(shí)，飛機(jī)機(jī)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(shí)噴氣式飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)排出的燃?xì)獠粫?huì)直接噴向跑道，因而對(duì)跑道的影響較小。 缺點(diǎn) * 前起落架的安排較困難，尤其是對(duì)

9、單發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)，機(jī)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(shí)處于小迎角狀態(tài)， 因而不能充分利用空氣阻力進(jìn)行制動(dòng)。 在不平坦的跑道上滑行時(shí)，超越障礙 (溝渠、土堆等 )的能力也比較差。 * 前輪會(huì)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。 盡管如此， 由于現(xiàn)代飛機(jī)的著陸速度較大， 并且保證著陸時(shí)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(diǎn)式在這方面與后三點(diǎn)式相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因而得到最廣泛的應(yīng)用。

10、 4.2 后三點(diǎn)式起落架 早期在螺旋槳飛機(jī)上廣泛采用后三點(diǎn)式起落架（圖 1b[ 起落架布置型式 ]）。其特點(diǎn)是兩個(gè)主輪在 重心稍前處，尾輪在機(jī)身尾部離重心較遠(yuǎn)。后三點(diǎn)起落架重量比前三點(diǎn)輕，但是地面轉(zhuǎn)彎不夠靈活， 剎車過猛時(shí)飛機(jī)有 “拿大頂 ”的危險(xiǎn)，現(xiàn)代飛機(jī)已很少采用。 優(yōu)點(diǎn) 一是在飛機(jī)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(shí)，三個(gè)機(jī)輪同時(shí)觸地，這就意味著飛機(jī)在飄落 (著陸過程的第四階段 )時(shí)的姿態(tài)與 地面滑跑、停機(jī)時(shí)的姿態(tài)相同。也就是說，地面滑跑時(shí)具有較大的迎角，因此，可以利用較大的飛機(jī)

11、 阻力來進(jìn)行減速，從而可以減小著陸時(shí)和滑跑距離。因此，早期的飛機(jī)大部分都是后三點(diǎn)式起落架布 置形式。 缺點(diǎn) (1) 在大速度滑跑時(shí)，遇到前方撞擊或強(qiáng)烈制動(dòng)，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(diǎn)式起落架不允許強(qiáng)烈制動(dòng)，因而使著陸后的滑跑距離有所增加。 (2) 如著陸時(shí)的實(shí)際速度大于規(guī)定值，則容易發(fā)生 “跳躍 ”現(xiàn)象。因?yàn)樵谶@種情況下，飛機(jī)接地時(shí)的實(shí)際迎角將小于規(guī)定值，使機(jī)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(shí)飛機(jī)的實(shí)際速度大于規(guī)定值，導(dǎo)致升力大于飛機(jī)重力而使飛機(jī)重新升起。 以后由丁速度很

12、快地減小而使飛機(jī)再次飄落。這種飛機(jī)不斷升起飄落的現(xiàn)象，就稱為 “跳躍 ”。如果飛 機(jī)著陸時(shí)的實(shí)際速度遠(yuǎn)大于規(guī)定值， 則跳躍高度可能很高， 飛機(jī)從該高度下落， 就有可能使飛機(jī)損壞。 (3) 在起飛、降落滑跑時(shí)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(jī)輪的阻力不相等 )使飛機(jī)相對(duì)其軸線轉(zhuǎn)過一 定角度，這時(shí)在支柱上形成的摩擦力將產(chǎn)生相對(duì)于飛機(jī)質(zhì)心的力矩，它使飛機(jī)轉(zhuǎn)向更大的角度。 (4) 在停機(jī)、起、落滑跑時(shí)，前機(jī)身仰起，因而向下的視界不佳。 基于以上缺點(diǎn)， 后三點(diǎn)式起

13、落架的主導(dǎo)地位便逐漸被前三點(diǎn)式起落架所替代， 目前只有一小部分小型和低速飛機(jī)仍然采用后三點(diǎn)式起落架。 4.3 自行車式起落架 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(jī)對(duì)稱面內(nèi) （即在機(jī)身下部） ， 重心距前輪與主輪幾乎相等。為防止轉(zhuǎn)彎時(shí)傾倒，在機(jī)翼下還布置有輔助小輪（圖 1c[起落架布置型 式]）。這種布置型式由于起飛時(shí)抬頭困難而較少采用。 4.4 多支柱式起落架 這種起落架的布置形式與前三點(diǎn)式起落架類似， 飛機(jī)的重心在主起落架之前， 但其有多個(gè)主起落 架支柱，一般用于大型飛機(jī)上。如美國的 波音 747

14、旅客機(jī)、 C-5A( 軍用運(yùn)輸機(jī)（起飛質(zhì)量均在 350 噸 以上 )以及蘇聯(lián)的伊爾 86 旅客機(jī) (起飛質(zhì)量 206 噸)。顯然，采用多支柱、多機(jī)輪可以減小起落架對(duì)跑道的壓力，增加起飛著陸的安全性。 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(diǎn)式的改進(jìn)形式。 目前，在現(xiàn)代飛機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的起落架布置形式就是前三點(diǎn)式。 5 結(jié)構(gòu)分類 5.1 構(gòu)架式起落架 構(gòu)架式起落架的主要特點(diǎn)是： 它通過承力構(gòu)架將機(jī)輪與機(jī)翼或機(jī)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

15、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(jī)上用得很廣泛。但由于難以收放，現(xiàn)代高速飛機(jī) 基本上不采用。 5.2 支柱式起落架 支柱式起落架的主要特點(diǎn)是：減震器與承力支柱合而為一，機(jī)輪直接固定在減震器的活塞桿上。 減震支柱上端與機(jī)翼的連接形式取決于收放要求。對(duì)收放式起落架，撐桿可兼作收放作動(dòng)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。 造簡單緊湊，易于放收，而且質(zhì)量較小，是現(xiàn)代飛機(jī)上廣泛采用的形式之一。  這種形式的起落架構(gòu) 支柱式起落架的缺點(diǎn)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。 5.3 搖臂式起落架 搖臂式起落架的主要特點(diǎn)是： 機(jī)輪通過可轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)，在現(xiàn)代飛機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。搖臂式起落架的缺點(diǎn)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。