起落架结构形式和受力

1、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）。囹R, 12 简单直样式起落肆3）受 已 声情况囹R, 12 简单直样式起落肆3）受 已 声情况h）受 巳 力情P. ZJ情扭月/受力情配I1 一收款作动筒我一骈勒仲一 履丈柱力

2、臂5机松片一外笥 信窸内筒比一轮物wliiwisl_=_=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

3、 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.图& 13撑杵支柱式的构造发莞力辱震克柱一撑忏用一轮勤（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（ 30个大气压），最大许可压力 约为IOMPa （一 100个大气

4、压）.因而减震器行程较大，整个支柱较长，重量增加。SI 8.14 机轮的安矍小机轮蛋技艳式i”半s.登方twat（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。扭力臂须保证内杆 的伸缩行程。上、下扭力臂相互间用螺栓铰接，另一端分别与内杆和外筒固接。传 扭时扭力臂受弯、剪，上、下两固接点之间的那段支柱上也会有附加的弯矩和剪力（图 8, 15）。以上两种形式常用于起落架较长、使用跑道路面较好、前方撞击较小的飞 机上，井更多Q在主起落架上采用。二、摇臂支柱式起落架播臂支柱式起落架有两种形式，一是将减震器与受力支柱分

5、开（图8, 16）；另一种 是将减震器和支柱合而为一，在减震器下方用万向铰与摇臂相连，减震支柱的外筒 上则固定有旋转臂下部接头(图8. 17,图8. 38)，这种形式宜在前轮上使用，以便 于前轮转弯.摇臂支柱式起落架的基本受力构件比前述的简单支柱式多了一个摇臂， 但不再需要扭力臂。摇臂前连支柱，中连减震器活动内杆，后连乾轴、机轮.这种 形式的特点如下：摇臂支柱式不仅对垂直撞击，而且对前方撞击(如在不平的跑道上颠跑)和刹车等 均有减震能力。机轮町随摇臂绕前支点上、下移动，提高了在不平道面上的适应性， 减小了过载，改善了起落架的受力性能。由于减震器连接在摇臂中间部位，通过播臂传给它的力比地面作用在

6、机轮上的力 大，因而吸收同样的撞击能量时减震器所需的压缩行程比简单支柱式小，可降低起 落架长度。减震器可设计成只受轴力，不受弯矩，改善了受力性能，因而密封性好，可提高 减震器内部的充气压力。一般初压力可大到10 MPa，最大许可压力可达到50 MPa 左右。这样减震器吸收同样能量时其行程较小，减震器尺寸可作得比较小，与简单 式支柱式相比，起落架的整个高度可以减小。机轮上的外载引起的扭矩由摇臂传给支柱，再传给机体结构。图8. 16示出了该 形式起落架受尸y，P。力时的受力分析，P。力的传递读者可自行分析.由于摇臂受力大且复杂，交点多，协调关系也多，因此它的构造和工艺均较复杂， 一般比较重。起落架

7、前后方向的尺寸也将有所增大。这种形式适用于起落架高度较 小、着陆速度较大、或使用跑道较差的飞机上，尤其是在前起落架上用得较多。多轮小车式起落架为解决上述问题，将连接前，后轮组的车架作成与支柱铰接， 以平衡前、后轮组的载荷。为了避免车架变成可绕铰接轴任意旋转的不稳定的活动 机构，须加装一个缓冲器(图8. 20(b)。它一般是一个油气式减震器，起缓冲、减 震、调匀各轮组受力的作用。着陆刹车时地面摩擦力引起的力矩会使车架绕铰接接头逆 时针方向旋转，致使前轮组加载，后轮组卸载。为此，须加装刹车平衡机构.图8.21 所示为某种刹车平衡机构的受力分析和工作原理。该刹车平衡机构由平行于车架 23的拉杆45(

8、它与前、后轮组的刹车盘连接)、摇臂46和上刹车拉杆6-8(它 与支柱及前刹车盘相连)等组成。刹车盘与轮轴通过花键刚性连接，轮轴穿过2, 3 点与车架铰接。当刹车时，摩擦力矩通过后轮刹车机构传到杆45上，再往前传至 摇臂46和拉杆68上。对1， 2点取矩，由图8. 21(b)可得脆4THu iTh所以 h / a -/ b式中S问为68杆的内力，丁为每个机轮上的地面摩擦力。从图可知，只有当减震 支柱下接头点l到前轮轴点2的连线与拉杆68轴线的交点刚好落到地面上时，以上关系式满足，则刹车时车架不会旋转，轮载均匀分配。不刹车时，45杆无力作 用，它与车架及前、后摇臂组成四连杆机构，不妨碍车架转动。图

9、83口通过不平遍而击J各抡组受力情况（2）“爵克”式主起落架是另一种使多轮式起落架平均受力的设计方案，其双轮或多 轮为前后串列，它是短距起落运输机起落架的一项重大改进。它的一般原理是把两 个轮子单独装在两个摇臂上，然后串列地铰接在减震支柱的两端，减震支柱水平安 装井与机身轴线平行.这种形式很适合于上单翼飞机，它通常由一个减震器和与它 弹性连接的两个摇臂组成。它结构简单，能使飞机在凹凸不平的低质跑道、甚至草 地上平稳地滑行。滑跑时，串列布置的两个机轮连接在同一个减震器上，能使飞机 在凹凸不平的道面上滑跑时所产生的振动力在起落架上被平衡掉，而不致传递到机 身上（图8. 22）。这种形式的另一优点是

10、可使机轮半收缩，致使机身的高度与地面 平行地降低，或根据需要向前或向后倾斜以便于装卸货物。它除了用于布雷盖一941 飞机上之外，还用于C-160协同”式飞机的主起落架（4个轮子）和安一22（重2500 主起落架上（有6个机轮成对直排），此时起落架的具体构造会有所不同。F/2P/2th)图& 21小车式起蘑架的受力r心堂已力榔丁力4 4时剃T平请扒枸工作葛理1收放作动简F 2 I播有I U减震*蛀4 4一料棋抨4 s扭力臂4 ；_车轮如F F -板轮I将上削牢*轩抒4-5下拉杆波音-747采用了另一种设计方案。它有4个主起落架，2个在机翼上，靠前，2 个在机身上，靠后。每个主起落架上带4个机轮.它先把每个主起落架上的减震器 用一条油管连通起来；再把每一侧的两个主起落架的减震器也用一条油管互