第4章起落架系统2011

第4章起落架系统空管学院空管技术室14.1起落架系统概述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。起落架系统通常包括起落架和改善起落架性能的装置两大部分。起落架的功能：(作业问题：起落架的功能包括哪些？)1）要能承受着陆时的冲击载荷并且能够平稳吸收碰撞能量；2）保证飞机在地面上可以自由滑跑。20082中国民航大学支持飞机；提供飞机滑行时的地面方向操纵。吸收撞击动能；20083中国民航大学20084中国民航大学4.1.1起落架的配置形式回答问题：起落架的配置形式包括哪些，各有什么特点？后三点式前三点式自行车式20085中国民航大学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；飞机停机角与最佳起飞迎角接近，易于起飞；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。20086中国民航大学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：这是因为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）着路时，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。Aφψγ20087中国民航大学主起落架群a)波音747－400起落架b）C5A银河运输机起落架c）安124运输机起落架20088中国民航大学4.1.2起落架的结构形式1.构架式2.支柱套筒式3.摇臂式20089中国民航大学1.构架式起落架这类起落架的机轮通过一套承力构架与机翼或机身连接，如图所示。在一些轻型低速飞机和直升机上采用较多。200810中国民航大学2.支柱套筒式起落架 这类起落架的支柱就是由外筒和活塞杆套接起来的减震支柱，机轮直接装在支柱下端，支柱上端固定在机体骨架上。

民用客机的主起落架和大部分飞机的前起落架大都采用这种形式。

图4-4张臂式起落架图4-5撑杆式起落架200811中国民航大学3.摇臂式起落架这种起落架的机轮通过一个摇臂悬挂在承力支柱和减震器下面200812中国民航大学（1）减震器与承力支柱分开的摇臂式起落架，如图5-5a所示。这种型式大多用作主起落架。（2）减震器与承力支柱合成一体的摇臂式起落架，如图5-5b所示。这种型式往往用作前三点式飞机的前起落架。（3）没有承力支柱，减震器和摇臂直接固定在飞机承力构件上的摇臂式起落架，如图4-5c所示。它一般用作后三点式飞机的尾部起落架。（3）摇臂式起落架200813中国民航大学多支柱式200814中国民航大学4.2起落架减震装置回答问题：起落架是如何实现减震的？1.起落架减震装置组成

轮胎减震器2.起落架减震装置的功用：1）减小飞机着陆接地和地面运动时所受的撞击力;2）减弱因撞击引起的颠簸跳动。200815中国民航大学起落架减震原理3.减震原理的实质是：产生尽可能大的变形来吸收撞击动能，减小撞击力；尽可能快地消散能量，使碰撞后的颠簸跳动迅速停止。200816中国民航大学4.2.1轮胎通过压缩变形吸收部分撞击动能而减小撞击力，

1.按有无内胎分类有内胎；无内胎2.按胎压分低压轮胎；中压轮胎；高压轮胎；超高压轮胎高压轮胎-用于速度较大的中、小型飞机超高压轮胎-多用于高速大、中型飞机

200817中国民航大学200818中国民航大学轮胎在飞机着陆及地面运动中吸收和消散的能量，通过轮胎压缩变形吸收部分撞击动能而减小撞击力。200819中国民航大学200820中国民航大学4.2.2减震器1.减振器分类(1)橡皮减振器和钢质减振器橡皮减震器利用橡皮绳的拉伸变形吸收撞击动能,利用橡皮绳伸缩过程中的分子摩擦消耗能量钢质减振器(2)油液橡皮式减振器和油液弹簧式减振器(3)油气式减振器(4)液体式减振器现代飞机的主起落架和前起落架多采用油气式减振器。200821中国民航大学2.油气式减震器1.结构

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。基本组成:包括外筒、活塞、活塞杆、带小孔的隔板和密封装置等，如图所示。下腔充有油液；上腔充有压缩空气/氮气。上腔下腔200822中国民航大学3.油气减震器——工作原理1）压缩行程活塞杆压入，下腔油液受挤压通过阻尼孔进入上腔，同时压缩上腔内的气体；气体受到压缩，压力上升，吸收撞击能量；油液通过阻尼孔时的摩擦作用将一部分能量变为热能耗散掉。2）伸张过程气体膨胀，活塞杆伸出，飞机重心升高；油液在气体膨胀作用下，通过阻尼孔流回下腔；油液通过阻尼孔时的摩擦作用将一部分能量变为热能耗散掉。经若干压缩和伸张行程，全部撞击动能被耗散，飞机很快平稳下来！3）工作过程正行程或压缩行程反行程或伸张行程200823中国民航大学构成：外筒；隔板（阻尼孔）；活塞杆（内筒）；下腔充有油液；上腔充有压缩空气/氮气。200824中国民航大学4.3起落架收放系统现代飞机起落架收放系统一般都以液压为正常收放动力源，以液压、冷气或电力作为备用应急动力源。主起落架的收放型式，大致可分为沿翼展方向收放的和沿翼弦方向收放的两种。沿翼展方向收放:单发动机飞机的起落架，大多是沿翼展方向收放的。沿翼弦方向收放:这种收放型式广泛地用在双发动机和多发动机飞机上。沿翼弦方向收放的起落架，有向后收的，也有向前收的。

200825中国民航大学主起落架前起落架200826中国民航大学起落架的收放形式200827中国民航大学4.3.2正常收放系统与锁机构1.收放位置锁用来把起落架锁紧在收上和放下位置，以防止起落架在飞行中自动放下或受到撞击时自动收起。收放位置锁的构造型式:主起落架收上锁通常采用挂钩式，利用摇臂、弹簧和动作筒等机构来上锁或开锁。。挂钩式锁200828中国民航大学放下锁通常采用撑杆式锁现代飞机主起落架下位锁采用撑杆式锁。侧撑杆关节

锁簧锁连杆开锁作动筒200829中国民航大学2.对起落架收放系统的要求为了保证安全，对起落架收放系统有如下要求：应按一定顺序工作；应可靠锁定，并给机组明确指示；应在不安全着陆时向机组发出警告；在故障时，应有应急放下系统；为了防止意外，应设置地面防收安全措施！200830中国民航大学收起顺序

收起顺序开舱门开下位锁收起落架关舱门200831中国民航大学

放下顺序开舱门开上位锁放起落架关舱门放下顺序200832中国民航大学3.正常收放系统正常收放系统正常收放系统主要解决起落架收放，保证收放机构正确地按顺序进行收放。正常收放系统工作原理典型的是以液压为动力的起落架收放系统。基本组成：动作筒，选择阀、收上锁、放下锁、顺序阀、管路及一些其它液压附件。这些附件是以能保证起落架和舱门的顺序运动而互相连接起来的。200833中国民航大学机控顺序阀收放系统利用机控顺序阀（单向阀）控制作动筒的工作顺序。采用机控顺序阀的起落架收放系统如图200834中国民航大学200835中国民航大学液压延时式起落架收放系统液压延时式起落架收放系统利用液压延时回路实现顺序控制。液压延时式顺序控制的主要元件是液压传压筒。起落架收放系统采用了液压延时原理。200836中国民航大学200837中国民航大学4.4起落架警告与指示系统为了确保飞机安全着陆，当飞机处于某种着陆状态而起落架的位置不正确时，警告系统会发出警告提醒驾驶员。警告系统一般包括灯光警告和音响警告。200838中国民航大学⑴灯光警告以B-737为例，红色指示灯是非安全着陆警告灯。红灯点亮发出警告的条件为：①收放手柄位置与起落架位置不一致；②任一发动机油门杆在慢车位而起落架不在放下锁定位。200839中国民航大学⑵音响警告飞机上除了灯光警告外，还需有音响警告系统。以B-737为例，系统发出音响警告的条件为：一个油门手柄收回，襟翼放下，而起落架（任一个）不在放下锁定位，系统将发出连续音响警告。警告指示位于起落架控制面板上200840中国民航大学1.起落架控制面板与指示起落架指示灯（上部）指示灯亮（红色）：（推力手柄收到慢车位时）起落架未放下锁定相应起落架的位置与起落架手柄的位置不一致。指示灯灭：起落架手柄在收上或中立位时，起落架收上并锁定。200841中国民航大学起落架指示灯（下部）指示灯亮（绿色）：相应的起落架放下并锁定。指示灯灭：起落架未放下并锁定。起落架手柄收上：收起落架。中立：断开起落架系统液压。放下：放起落架。200842中国民航大学超控扳机旁通手柄锁，让起落架手柄收上。起落架限制速度标牌指示操作起落架时和起落架放出后的最大速度。200843中国民航大学2.起落架位置信号与指示为使驾驶员了解起落架的位置,在驾驶舱中都设置了起落架位置指示，其中位置信号可分为灯光信号和机械信号。灯光信号由红灯和绿灯组成，装在起落架收放手柄的上方,为驾驶员提供起落架位置信息。当灯光信号失效时,为确保安全,飞机上加装了机械指示信号。机械指示信号通常直接装在起落架下位锁处,由副驾驶或随机工程师靠目测观察起落架是否放下锁定。200844中国民航大学起落架放下锁好机械信号B737主起落架下位锁机械指示装置。在侧撑杆关节处涂一条红色线,当起落架放下锁定时,侧杆伸直,观察到—条实线。而当此线变为虚线时,则表示起落架没有可靠锁定。灯光信号失效时一定要目视检查起落架确实放下锁好才能接地。200845中国民航大学观察孔盖板红漆条纹观察位于下位锁和侧支柱上的红漆条纹在一条线上，即表明起落架放下并锁住。200846中国民航大学A320起落架位置信号A320200847中国民航大学A320200848中国民航大学4.5应急放下系统回答问题：起落架应急放下系统是如何工作的？飞机主动力系统失效，利用应急放下系统将起落架放下。操纵在驾驶舱中应急释放手柄，放下起落架，并由下位锁弹簧保持在放下位。操纵动力有：1）手柄---机械连杆---起落架上位锁，依靠重力使起落架“自由落下”或放下。2）利用高压空气作为应急放下动力供到上位锁开锁作动筒来打开上位锁。3）由液压和压缩空气提供所需的压力；可利用人工系统应急放下起落架。起落架应急工作的液压，可由辅助手摇泵、储压器、电动液压泵来提供。200849中国民航大学应急放下系统---重力驾驶舱中有应急释放手柄，该手柄通过一个钢索、机械连杆与起落架上位锁相连，操纵该手柄将打开上位锁，起落架在自身重力和迎面气流的作用下放下，并由下位锁弹簧保持在放下位。应急放起落架系统独立于正常起落架收放系统。200850中国民航大学应急放下系统安装在驾驶舱地板上。人工放起落架手柄盖板

人工放起落架手柄200851中国民航大学起落架人工放下系统原理200852中国民航大学4.6起落架地面转弯系统起落架的前轮转弯系统为飞机在地面机动滑行时提供方向控制。200853中国民航大学4.6.1前起落架前起落架支柱的构造特点支柱套筒式前起落架摇臂式前起落架200854中国民航大学4.6.1支柱套筒式前起落架支柱构造前轮固定在减震支柱活塞杆下部的轮叉上,轮叉通过扭力臂与可绕支柱外筒转动的旋转筒相连,这样前轮便可连同轮叉、活塞杆、扭力臂和旋转筒等一起绕支柱轴线转动。支柱和旋转筒上分别有限动块,用来限制前轮的最大偏转角。200855中国民航大学

前起落架前轮的接地点都在其偏转轴线与地面交点的后面。前轮接地点（即地面对前轮的反作用力着力点）至偏转轴线的垂直距离叫做稳定距。有了稳定距，飞机滑行时，前轮的运动就可以保持稳定。前轮稳定矩200856中国民航大学

前轮转弯与中立机构中立机构的功用是在前轮离地后和接地前，使前轮保持在中立位置，以便顺利地收入起落架舱和正常接地。凸轮机构200857中国民航大学4.6.2前轮转弯系统前轮转弯系统是一套典型的机械-液压位置伺服系统,主要由输入机构(手轮和脚蹬)、控制钢索、伺服活门、反馈钢索和转弯作动筒组成。200858中国民航大学1.前轮转弯的工作原理当驾驶员转动手轮或蹬脚蹬时,通过钢索驱动伺服活门,打开油路,高压油可达到两个转弯作动筒的不同腔,于是两个作动筒一个推一个拉,驱动前轮偏转。200859中国民航大学A320200860中国民航大学2.前轮摆振与减摆器飞机在直线滑跑中,如果由于跑道不平或操纵上的原因,使前轮偶尔受到一个外力或外力矩,它就有可能不停地左右摇摆,称为前轮摆振。最有效的防止前轮摆振的措施是在前起落架上安装减摆器，目前使用最广泛的是油液式减摆器。油液式减摆器主要有活塞式和旋板式两种，它们都是利用油液流过节流孔的热耗作用,消耗前轮摆振的能量,从而防止摆振的。200861中国民航大学

前轮摆振与减摆器飞机在直线滑跑中，如果由于跑到不平或操纵上的原因，使前轮偶尔受到一个外力或外力矩，它就会一边偏移一段距离，或者向一方偏转一个角度，前轮便有可能围绕着飞机运动的轴线不停地左右摇摆，它的运动轨迹是一条曲线。前轮的这种左右摇摆的振动，称为前轮摆振。200862中国民航大学前轮摆振与减摆器采用双机轮和在前起落架上安装减摆器。油液式减摆器利用油液流过节流孔的热耗作用，消耗前轮摆振的能量，从而防止摆振的。活塞式减摆器旋板式减摆器200863中国民航大学4.6.3主轮转弯操纵对于某些重型飞机，为减小飞机转弯时主起落架所受侧向载荷，减小因主轮侧滑而造成的轮胎刮擦损伤，其主起落架也可以转弯。主起落架转弯还可以减小飞机转弯半径，减小操纵飞机转弯时的力。主起落架转弯有两种形式：一种是利用转向作动筒驱动主轮小车的后两个机轮转弯（如图4-22所示）；另一种是旋转主轮小车整体转弯（如图4-23所示）。200864中国民航大学波音777主起落架转弯系统(前轮右转)波音747主起落架转弯系统(前轮右转)200865中国民航大学4.7起落架机轮与刹车系统机轮和刹车系统机轮组成:由轮胎、轮毂、刹车装置等组成。机轮功用:用来减小飞机在地面运动的阻力，并吸收飞机在着陆接地和地面运动时的一部分撞击动能。装有刹车装置的机轮，还可用来缩短飞机的着陆滑跑距离，并使飞机在地面运动时具有良好的机动性。200866中国民航大学4.7.1.机轮和刹车系统固定轮缘式轮毂可卸轮缘式轮毂分离机轮式轮毂有内胎轮胎无内胎轮胎弯块式刹车装置胶囊式刹车装置多盘式刹车装置轮毂刹车装置轮胎200867中国民航大学机轮功用支持飞机；提供飞机滑行时的地面方向操纵。吸收撞击动能；200868中国民航大学

刹车装置刹车装置应能产生足够的刹车力矩，以保证获得高的刹车效率，高的吸热和散热特性，并在规定的时间内吸收和消耗完着陆滑跑时飞机的大部分动能。（1）弯块式刹车盘目前飞机上采用的刹车装置，主要有弯块式、胶囊式和圆盘式三种。4.7.2.刹车装置的构造200869中国民航大学

刹车时，冷气（或有压力的油液）进入胶囊，使胶囊鼓起，把刹车片紧压在刹车套上，产生摩擦力，形成刹车力炬。解除刹车时，胶囊收缩，刹车片靠弹簧片的弹力恢复到原来位置。（2）胶囊式刹车盘（3）圆盘式刹车装置圆盘式刹车装置使用的最为广泛。图为一种圆盘式刹车装置的构造,它是利用摩擦片离合器的原理进行刹车的。

200870中国民航大学4.7.2.圆盘式刹车装置的构造

图为一种圆盘式刹车装置的构造,它是利用摩擦片离合器的原理进行刹车的。200871中国民航大学圆盘式分为单盘式刹车和多盘式刹车。多盘式刹车装置由刹车活塞壳体和刹车盘组件两大部分组成。磨损指示销(×2)扭力筒活塞(×6)静盘(×5)铆钉动盘(×4)摩擦片扭力筒背板压力油口排气阀压力盘间隙自动调整器(×4)安装法兰壳体图4-30多盘式刹车装置200872中国民航大学多盘式刹车装置组成刹车活塞壳体刹车作动筒间隙自动调整器磨损指示销放气活门刹车片组件刹车温度传感器200873中国民航大学圆盘式刹车装置工作原理刹车时,有压力的油液(或冷气)进入工作室,推动活塞,将固定圆盘与旋转圆盘紧紧地压在一起,产生摩擦，实施刹车。解除刹车时,压力消失,活塞靠弹簧张力恢复到原来位置,各圆盘即互相松开。200874中国民航大学刹车减速原理飞行员操纵刹车时，冷气（或有压力的油液）进入固定在轮轴上的刹车装置，增大了阻止机轮滚动的力矩，所以机轮在滚动中受到的地面摩擦力显著增大，飞机的滑跑速度随之减小。飞行员刹车越重，进入刹车盘的冷气或油液的压力就越大，阻止机轮滚动的力矩越大，因而作用在机轮上的地面摩擦力也越大。200875中国民航大学4.7.3刹车系统工作原理刹车系统是用来控制机轮刹车装置的系统。刹车系统的中心问题就是调节刹车压力。正确的刹车方法是：随着飞机滑跑速度的减小，逐渐增大刹车压力。飞机着陆滑跑过程中,必须根据外界条件的变化随时进行调节刹车压力,因此刹车系统都装有刹车调节器等附件。为了刹车过程中获得理想的刹车效率,现代刹车系统普遍采用了防滞刹车系统，在刹车过程中自动控制刹车压力。200876中国民航大学飞机刹车系统原理防滞阀停留刹车设置机轮刹车装置自动刹车调压器拖胎传感器刹车调压器储压器转换阀备用刹车动力液压保险停留刹车关断阀单向阀压力源防滞控制器M200877中国民航大学现代飞机刹车系统组成分系统1）正常刹车系统主要部件有刹车蓄压器、正常刹车调压器、液压保险器组成2）备用（应急）刹车系统在主刹车系统失效时，通过转换阀提供备用（应急）刹车3）防滞刹车系统由防滞传感器、防滞控制器、防滞控制阀组成，精确控制刹车压力，达到最高的刹车效率；4）自动刹车系统在飞机着陆前，打开自动刹车系统，不需驾驶员用脚操纵刹车踏板；5）停留刹车飞机停场时，将飞机刹住，停留刹车压力源为刹车蓄压器。200878中国民航大学刹车系统结构图200879中国民航大学1.正常刹车系统 驾驶员踩下刹车脚蹬,系统压力经刹车调压器流向流量放大器,供向刹车作动筒,使机轮内的刹车装置（刹车片相接触摩擦)产生刹车力矩,使飞机减速。刹车压力与驾驶员的脚蹬力成正比。 当驾驶员松开刹车后,在复位弹簧的作用下松开刹车,油液经原路返回,经过刹车调压器回油箱。200880中国民航大学在主刹车系统失效时,提供应急刹车