飞机构造-第5章起落架系统

1、第五章第五章起落架的功用和基本要求起落架的配置形式5.15 5.25 5.3起落架的结构形式5 5.45 5.55 5.6起落架缓冲器（减震器）前三点式前轮的构造特点起落架的转弯5.75.7起起5落落架架架的的收收放放5 5.8 机轮与刹车架5-1EXIT第五章5 5.2 起落架的配置形式起落架在飞机上的配置形式主要有后三点式、前三点式、自行车式和多点式等几种。11. 后三点式与前三点式第五章后三点式起落架优点：在螺旋桨飞机上容易配置；着陆阻力大（因为迎角大），利于缩短滑跑距离；尾轮结构简单、尺寸小、重量轻、安装易；后三点式起落架缺点：重心靠前，高速滑跑时遇容易“拿大顶”；地面滑行稳定性差，不

2、当时飞机容易打转；着陆只能三点接地，对着陆的要求较高；停放和滑跑时由于机头仰起使向下视界较差；上述缺点对于低速飞机而言尚不十分严重，故20世纪初30年代末期间，后三点式起落架得到普遍应用。5-4EXIT第五章5.1 起落架的功用和基本要求起落架的功用：在飞机起飞滑跑、停放和滑行过程中支撑飞机；吸收飞机在着陆和滑行时的和冲击载荷。起落架应满足的基本要求：满足起飞和着陆性能要求；地面运动时应具有良好的稳定、性和适应性；减震要求；刹车要求；收放要求；适合机场承载能力；5-2EXIT第五章3. 多点式起落架主要用于现代重型飞机，由一个前起落架，两个机身起落架和两个大翼起落架。这种布局可以将飞机重量分散

3、在较大面积上，且滑跑停放平稳。目前大型多点式”和多机轮的“前三点式” ，由于大型客机多为“客机的机翼较厚，为多点式起落架的收放和安排提供了可能。5-8EXIT第五章2. 自行车式起落架多用于机翼较薄的高速飞机，由于薄机翼不易收放起落架，故将前、后起落架（结构差别不大）安装于机身轴线上，分别位于重心前后，使收放容易且承载能力强。但为了防止翼尖倾侧，在两个翼端加装两个辅助轮，辅助轮结构简单，不承受主要载荷。对于现代重型客机由于重量重且机身宽大，自行车式并不利于飞机的降落、滑跑和停放。注：一些自行车式前起落架往往做成可升降的，起飞时将前起落架升起。EXIT第五章前三点式缺点：前起落架着陆时承受载荷大

4、，构造复杂，结构尺寸大，重量较重；前轮在高速滑行时会产生摆振现象，使前轮损坏造成；前三点式的上述缺点随着飞机设计制造技术水平的提高已经得到很好的克服和解决。总的看，前三点式比较适于速度较大的飞机，因此随着飞机飞行速度的逐步提高，前三点式起落架在20世纪的 40年代初以后到迅速推广，目前前三点式是起落架的主要配置形式。5-6EXIT第五章随飞机起飞着陆速度增大，后三点式的性能与地面运动要求日益突出，前三点式才得到逐步推广应用。 前三点式优点：飞机地面运动稳定性好，滑行中不易偏转和倒立；着陆滑跑时允许强力制动而不会发生向前翻倒的危险，大大缩短着陆滑跑距离；可以有三点同时接地和后两点同时接地两种着陆

5、方式，驾驶员容易；视界较好，对喷气式飞机不易损坏跑道。5-5EXIT第五章下二图是两种典型的构架式起落架，左图的构架为铰接的斜撑杆和弹簧缓冲支柱，右图的构架是铰接的钢板支柱、斜撑杆和橡胶减震器。5-10EXIT第五章构架式起落架5-11EXIT第五章飞机高速飞行时若起落架不收放，起落架引起的阻力将会将将占会总占阻总力总阻的力的4将40。虽。虽总然然然收收放放起起起落落架架使使构构造造、重重量量量和和成成起 量本有所增加，但带来的好处仍然多于缺点，因此现代高速飞机起落架都是可收放的。2. 支柱套筒式主要由外筒和活塞杆套接形成缓冲支柱的缓冲支柱和机轮，其承力机构和缓冲器是一体。缓缓冲冲冲减减震震支

6、支支柱柱支一端固定于机体骨架，一端连接机轮。支柱套筒式结构小巧，容容易易易做做 易成收放形式。但这种形式不宜承受大的水平冲击载荷。2T第五章5.3 5.3起.落架的结构形式起落架的结构形式主要有四种：构架式、支柱式、摇臂式和小车式。.1.构构架构架架式式 架通过一套简单的承力构架与机翼或机身相连，受力构件相互铰接，只能受拉伸或压缩力，不承受弯矩，缓冲装置简单（弹簧、橡胶带），结构，重量较轻，外廓尺寸大不易收放。多用于轻型低速飞机。5-9EXIT第五章为了帮助承受或克服水平冲击载荷引起的弯矩，支柱套筒式还式式可还设可计设设为计为撑式撑杆支柱设式和支柱式。特点：撑杆加强支柱承受水平冲击载荷的能力，

7、有的撑杆杆可可作作收收放放放作作动动筒筒特点：具有同时承受垂直载荷荷和和一一一定定的的水水平平冲击载荷能力， 并具有一定稳定距（后详）一放5-13EXIT第五章4. 小车式小车式起落架广泛应用于重型飞机的主起落架。小车式起落架将两只以上机轮与减震器相连，有的减震器与支柱分开。支柱上有防扭臂、阻力杆、辅助减震器和收放作动筒等。多机轮安排可增加机轮与地面的接触面积，降低机轮对跑道压力，此外还可减少在机体内的收藏空间。EXIT第五章（全）摇臂式起落架与支柱式相比较具有如下优点：缓冲器（减震器）只承受轴向力不承受弯矩，密封，不不易易漏易漏油油，摩摩易擦擦力力较较小小；小吸收正面冲击载荷（水平载荷）的能

8、力强，利于高速速滑滑滑跑跑。滑摇臂摇式臂臂起式落起架落落的架缺的点缺是点是：臂落构造比较复杂，缓冲器及其接头受力大，重量一般较重。摇臂摇式臂臂起式落起架落落只架适只于适安于装安一装一、二、二臂个个机机机轮轮落，一般机般不在重型飞机上应用。5-15EXIT第五章3. 摇臂式摇臂式起落架的特点是机轮通过一个摇臂悬挂在承力支柱和缓冲器下面，从而不论起落架受到水平和垂直撞击载荷时，都可以使缓冲器受到压缩，因此摇臂式在水平和垂直方向都具有减震效果。半半摇摇臂臂臂式式：受臂全全摇摇摇臂臂式式：摇受力支柱与缓冲力支柱与缓冲器合为一体，器分开，多用多用于前三点于轻型飞机的式轻型飞机的主起落架。前起落架。5-1

9、4EXIT第五章第五章某四机轮小车式起落架的辅助减震器等装置某六机轮小车式起落架与大梁的连接关系小车轮架与支柱之间的连接为铰接，并设置辅助减震器，其主要作用是吸收滑跑时因跑道不平引起的水平和垂直方向载荷，避免结构应力集中。应力集中5-175-18EXITEXIT第五章第五章5.4 起落架缓冲器（减震器）减震原理：1. 产生尽可能大变形吸收接地时的冲击能量;2. 尽可能耗散所吸收的能量以缓解飞机颠簸。起落架减震器包括弹簧减震器、油气减震器和液体减震器等，现代飞机主要采用通油孔面积可以调节的油气减震器。5.5 前三点式前轮的构造特点这里的是具有单机轮的三点式起落架的前轮，其特点是：不仅有稳定距，而

10、且有减摆器和纠偏机构等。稳定距：为使前轮能够灵活转弯和操纵，前轮必须能左右回转，因此应使前轮接地点位于偏转轴线的后面，接地点与偏转轴线的垂直距离t即是稳定距。稳定距使前轮的滑行方向上是稳定的。（倾角1218度）5-195-20XITEXIT第五章前轮摆振：具有稳定距的前轮在滑行时会出现摆振现象，机轮受到扰动后接地点偏离前进轴线，在地面摩擦力产生的恢复力矩作用下，前轮将绕前进轴线左右摆动，加快机轮磨损和破坏。5-21EXIT第五章5.6 起落架的转弯1. 前轮转弯现代飞机前轮转弯系统用于地面滑跑时的方向控制。可通过前轮转弯手轮和方向脚蹬来 。前者控制转角 大，用于低速滑行且转弯半径小情况或拖飞机

11、时使用。后者控制前轮转角小，且可同时方向舵偏转，在起飞、着陆高速滑跑中使用，适于转弯半径较大。采用机轮和方向舵两种转弯方式主要是为了方便，避免急转时倾翻。5-24EXIT第五章前轮的纠偏机构（定中机构）：由于前轮可以左右回转，因此在空中收起时可能由于侧风吹偏或因其他原因而偏转，可能被舱门卡死。着陆时若前轮不在中立位置会使机轮受力过大，因此需要纠偏机构使起落架收放时处于中立位置，而触地后又可左右偏转。如图是凸轮式纠偏机构原理。起飞后凸轮咬合降凸轮分开使前轮位于中立使前轮在地面滑位置不偏转行时可以偏转5-23EXIT第五章为了抑制前轮摆振现象，延缓机轮磨损， 轮上加装减摆器。减摆原理是使油液流过节

12、流小孔，由于其节流阻尼产生热耗作用，从而消耗摆振能量。减摆器除了可以减摆之外，一些前轮将转弯机构与减摆器做成一体，用于 前轮转弯。飞机的转弯除了可以用与减摆器做成一体的转弯机构来之外，早期的其他方法还有：利用一只主轮刹车来转弯，或利用左右发调节不同拉力（推力）的办法来转弯，还可以利用方向舵偏转来帮助转弯。5-22EXIT第五章第五章如图是波音737飞机的前轮转弯手轮如图是波音767飞机的前轮转弯手轮前轮转弯手轮前轮转弯手轮5-255-26EXITEXIT第五章第五章如图是波音747飞机前轮转弯手纵的转弯如图是空客A380飞机的前轮转弯手轮前轮转弯手轮5-275-28EXITEXIT第五章第五章

13、如图是波音767飞机前轮转弯手纵的转弯方向脚蹬与前轮转弯机构传递路线上有一离合器，此离合器在飞机接地后接通，因此在地面可通过方向舵脚蹬前轮转弯作动筒（当然此时方向舵也被同时）；飞机离地后，为使方向脚蹬只能方向舵，离合器断开，防止飞行中与方向舵发生干扰。5-295-30EXITEXIT第五章第五章前轮转弯系统的组成和结构图如下。777的前轮转弯作动筒转弯动力传递路线：缓冲支柱外筒转弯作动筒活塞杆转弯环上部防扭臂下部防扭臂缓冲支柱内筒前轮缓冲支柱外筒与转弯作动筒固定板固连上部防扭臂下部防扭臂缓冲支柱内筒机轮5-315-32EXITEXIT第五章某客机的前轮转弯作动筒与防扭臂5-33EXIT第五章第

14、五章5.7 起落架的收放为了减小飞行阻力，提高飞行速度、增大航程和改善飞行性能，现代飞机起落架大多是可收放的。1. 起落架的收放形式沿展向收放及沿弦向收放主轮小车整体转弯时，只是机身下的两个主轮小车偏转方向，而两个大翼主起落架不能转弯。转弯时主轮与前轮偏转方向相反5-355-36EXITEXIT第五章2. 主起落架转弯大型飞机主起落架也可转弯。目的是： 减小转弯时机轮与地面的侧向摩擦力以利保护轮胎； 减小转弯半径； 减小转弯力。主起落架转弯有两种形式：小车后轮轴转弯主轮小车整体转弯小车后轮轴转弯见右图所示，由专门的转弯作动筒偏转后轮轴前轮随动完成转弯。5-34EXIT第五章3. 起落架收放顺序

15、收放所需时间符合要求；保证收上和放下时都能可靠锁住，并使驾驶员了解收放情况；起落架收、放、锁和舱门动作协调按照一定顺序工作，收放顺序由顺序活门控制。放起落架顺序为：开起落架舱门开起落架收上锁放下起落架锁上起落架放下锁关起落架舱门。收起落架顺序和动作与此相反。5-38EXIT第五章第五章如图为主起落架放下锁及其锁销，锁销下有红色标识2007年7月1日下午，中国一架飞机准备飞往飘带，起飞前由地勤拆除。阿联酋迪拜，对起落架收放作动筒漏油检修后进行上锁收放测试，由于未上锁而意外收起导致机头触地8人受伤。5-395-40EXITEXIT第五章收放时为了节约和利用空间，一些起落架还用旋转机构将机轮旋转后收

16、入机舱，如下图。2. 起落架的收放动力一般为驱动，有的采用电力驱动或气动驱动。驱动：压强高（80150atm）功率大，收放柔和，相对轻巧； 电力驱动：比较灵敏，收放位置不用锁，但需用功率大时需用重量很大的电；气动驱动：压强小（3050atm）但动作迅速，多用于应急收放。5-37EXIT第五章2. 刹车装置一般采用盘式刹车装置，现代大、中型飞机多采用多圆盘式刹车，目的是增大刹车面积从而增大刹车摩擦力。5-42EXIT第五章4. 刹车系统的工作方式刹车系统的工作方式包括：人工刹车、自动刹车、停留刹车、空中刹车等四种方式。人工刹车：驾驶员通过刹车踏板 的刹车，通常包括正常刹车、备用刹车、蓄压器刹车。

17、如下图所示。自动刹车：不需驾驶员踩刹车踏板，起降时由自动刹车压力控制组件自动调节刹车压力。自动刹车故障时只能人工刹车停留刹车：地面停留保持刹车状态。空中刹车：使机轮收进舱之前使其停止转动的刹车。现代飞机主轮借助备用刹车系统，前轮则利用刹车带或摩擦板。人工EXIT第五章3. 防滑（滞）刹车系统（ABS：Antiskid Break System） 防滑刹车的功用是在着陆滑跑时使刹车压力围绕临界刹车压力变化规律，以获得高的刹车效率，防止轮胎打滑（拖胎），有效缩短刹车距离，避免轮胎磨损。所谓刹车临界压力是指轮胎将要打滑而尚未打滑时的刹车压力。感受机轮负角加速度信号，并将此信号用于控制电磁活门。轮速传

18、感器感受的信号输至防滞控制器计算对比轮速与滑速5-43区别后发出控制信号到防滞控制活门以控制调节刹车压力。EXIT第五章5.8 机轮与刹车1. 机轮机轮由轮毂和轮胎组成，用来减少地面运动的阻力并可吸收着陆和滑跑时的部分冲击能量。主起落架上装有刹车装置以缩短着陆滑跑距离，并使飞机在地面有良好机动性。现代 客机大多采用无内胎轮胎，其中有一气密内层可作内胎使用。内层与内胎的区别：内层是轮胎的一部分。2.53.5 3.56.5 6.510 10 kg/cm25-41XIT第五章第五章正常刹车由B 源系统供压常刹车计量活门当B系统压力低时备用刹车选择活门自动选择A系统压力供压至备用刹车计量活门，蓄压器隔断活门关闭当A、B 均低时蓄压器隔断活门着陆时根据跑道长度由自动刹车选择电门（1、2、3、MAX）选择自动刹车率，可提供不打开，蓄压器压力供量活门常刹车计同的自动刹车压力。起飞时（RTO）若遇意外条件（如板打开）则以最大率刹车以中断起飞。若自动刹车系统未通过自检或有故障，则自动刹车解除指示灯亮起，只能人工刹车。5-465-45EXITEXIT第五章5-47EXIT第五章5. 轮胎的滑水现象当飞机在积水跑道上滑跑时，轮胎与地面接触如下图，将产生流体冲击阻力与滑水现象。冲击阻力P的垂直分量产生抬起轮