飞机结构及起落架

4.6.1(1) 起 落 架 是 供 飞 机 在 起 降 滑 跑 、地 面 滑 行 、 停 放 和 移 动 时 支 持 飞机 重 量 、 承 受 相 应 载 荷 、 吸 收 和消 耗 着 陆 时 的 撞 击 能 量 的 装 置 。4.6.1 起落架的功用及其组成 影片 4.6.1(2)在 地 面 时 支 撑 飞 机 ；承 受 、 吸 收 并 消 耗 飞 机 在 着 陆 以 及 在 地面 运 动 时 的 撞 击 和 颠 簸 能 量 ；完 成 在 起 飞 和 着 陆 滑 跑 、 地 面 滑 行 和 移动 时 飞 机 在 地 面 上 的 运 动 任 务 ；滑 跑 和 滑 行 以 及 地 面 停 放 时 的 制 动 ；空 中 飞 行 时 的 收 放 。 4.6.1(3) 通 常 起 落 架 由 承 力 结 构 (支 柱 等 )、带 充 气 轮 胎 的 机 轮 、 减 震 器 、 刹 车 及转 弯 操 纵 机 构 、 减 摆 器 、 收 放 机 构 等装 置 组 成 。对 于 在 雪 地 和 冰 面 上 起 降 的 飞 机 ， 起落 架 的 机 轮 用 滑 橇 取 代 之 ； 在 水 面 上 起 降的 水 上 飞 机 ， 起 落 架 则 用 浮 筒 代 替 或 直 接采 用 按 水 面 滑 行 要 求 设 计 的 特 殊 机 身 。 4.6.2 4.6.2 起落架的型式 4.6.2.1 起 落 架 的 配 置 型 式 指 的 是 飞机 在 地 面 上 支 持 点 的 数 目 及 其 相对 于 机 身 重 心 的 位 置 。常 见 的 配 置 型 式 有 ： 后三点式起落架(1)后 三 点 式 起 落 架 的 两 个 (组 )主 轮位 于 飞 机 重 心 之 前 且 靠 近 重 心 ， 尾 轮则 位 于 飞 机 的 尾 部 。后 三 点 式 起 落 架 主 要 适 用 于 机 身前 部 装 有 活 塞 式 发 动 机 的 轻 型 、 低 速飞 机 。 后三点式起落架(2)后 三 点 式 起 落 架 的 特 点 ：安 装 空 间 容 易 保 证 ；尾 轮 受 力 较 小 ， 因 而 结 构 简 单 ， 重 量 较 小 ；地 面 滑 跑 时 迎 角 较 大 ， 降 落 时 阻 力 较 大 ；对 着 陆 技 术 要 求 高 ， 容 易 发 生 “ 跳 跃 ” 现 象 ；大 速 度 滑 跑 时 ， 不 允 许 强 烈 制 动 ；地 面 滑 跑 时 的 方 向 稳 定 性 较 差 ；驾 驶 员 视 界 不 佳 。 前三点式起落架(1)前 三 点 式 起 落 架 的 两 个 (组 )主 轮 位于 飞 机 重 心 之 后 ， 前 轮 则 位 于 飞 机 的 头部 。 前 三 点 式 起 落 架 是 现 代 飞 机 应 用 最广 泛 起 落 架 配 置 型 式 。 前三点式起落架(2)前 三 点 式 起 落 架 的 特 点 ：着 陆 简 单 且 安 全 可 靠 ；具 有 良 好 的 方 向 稳 定 性 ； 侧 风 着 陆 较 安 全 ；允 许 强 烈 制 动 ， 着 陆 滑 跑 距 离 较 短 ；驾 驶 员 视 界 较 好 ， 发 动 机 喷 气 对 跑 道 影 响较 小 。前 起 落 架 受 力 较 大 且 构 造 复 杂 ；高 速 滑 跑 时 ， 前 起 落 架 会 产 生 摆 震 现 象 。 多支柱式起落架多 支 柱 式 起 落 架 与 前 三 点 式 起 落 架 类 似 ，飞 机 的 重 心 在 主 起 落 架 之 前 ， 但 不 同 的 是 其 有多 个 主 起 落 架 支 柱 ， 一 般 用 于 重 型 飞 机 上 。显 然 ， 采 用 多 支 柱 、 多 机 轮 可 以 减 小 起 落架 对 跑 道 的 压 力 ， 增 加 起 飞 着 陆 的 安 全 性 。 自行车式起落架(1)自 行 车 式 起 落 架 的 两 个 (组 )主 轮 纵 向排 列 在 飞 机 重 心 的 前 后 ， 且 在 两 侧 机 翼下 设 置 辅 助 轮 。自 行 车 式 起 落 架 主 要 用 于 因 机 翼 很薄 而 难 于 收 藏 起 落 架 的 飞 机 ， 特 别 是 采用 上 单 翼 的 重 型 飞 机 。 自行车式起落架(2)自 行 车 式 起 落 架 前 支 柱 承 受 的 载 荷 很大 ， 这 一 方 面 使 前 起 落 架 的 尺 寸 和 重 量 增大 ， 另 一 方 面 使 得 飞 机 起 飞 时 不 易 抬 头 。为 了 使 飞 机 能 达 到 起 飞 所 需 迎 角 ， 一 般 需要 依 靠 专 门 的 措 施 。 4.6.2.2 起 落 架 的 构 造 型 式 主 要 有 ： 构架式起落架构 架 式 起 落 架 主 要 用 于 轻 型 低 速 飞 机 ，一 般 为 固 定 而 不 收 放 的 。构 架 式 起 落 架 通 过 受 力 构 架 将 机 轮 连 接到 机 翼 或 机 身 上 ； 受 力 构 架 中 的 杆 件 和 减 震支 柱 互 相 铰 接 。构 架 式 起 落 架 结 构 简 单 ， 但 难 以 收 放 。 支柱式起落架(1)支 柱 式 起 落 架 的 受 力 支 柱 本 身 就 是 减 震器 ； 机 轮 直 接 连 接 于 支 柱 下 端 ； 支 柱 上 端 则固 定 在 机 体 骨 架 上 ， 连 接 形 式 取 决 于 收 放 要求 ， 分 为 悬 臂 式 和 撑 竿 式 两 类 。 支柱式起落架(2) 支 柱 式 起 落 架 构 造 简 单紧 凑 ， 重 量 较 小 ， 且 易 于 收放 ， 在 现 代 飞 机 ， 尤 其 是 民用 飞 机 上 得 到 了 广 泛 采 用 。 支柱式起落架(3)支 柱 式 起 落 架 的 缺 点 是 ： 当 受 到 来 自 正面 的 水 平 撞 击 时 ， 减 震 支 柱 不 能 很 好 地 起 减震 作 用 ； 另 外 ， 活 塞 杆 不 但 承 受 轴 向 力 ， 而且 承 受 弯 矩 ， 因 而 减 震 支 柱 的 密 封 装 置 容 易磨 损 并 可 能 出 现 卡 滞 现 象 。 摇臂式起落架(1)摇 臂 式 起 落 架 的 机 轮 通 过 可 转 动 的 摇 臂与 减 震 器 的 活 塞 杆 相 连 。根 据 受 力 支 柱 是 否 与 减 震 器 分 开 ， 还 可进 一 步 分 为 全 摇 臂 式 和 半 摇 臂 式 两 类 。 摇臂式起落架(2)摇 臂 式 起 落 架 的 减 震 支 柱 只 承 受 轴 向 力 ，因 而 密 封 性 能 好 ， 另 外 吸 收 来 自 正 面 的 水 平 撞击 的 性 能 也 好 ， 故 在 高 速 飞 机 上 得 到 了 广 泛 的应 用 。摇 臂 式 起 落 架 的缺 点 是 构 造 复 杂 ， 重量 较 大 ， 接 头 较 多 且受 力 较 大 ， 因 此 它 在使 用 过 程 中 的 磨 损 亦较 大 。 4.6.2.3 起 落 架 的 收 放 型 式 有 两 种 ： 起落架收放(1)起 落 架 沿 翼 展 方 向 收 放 可 向 翼 根 或向 翼 尖 收 放 。由 于 翼 根 较 厚 ， 内 部 空 间 较 大 ， 所以 起 落 架 一 般 多 采 用 向 翼 根 收 放 的 型 式 ，将 起 落 架 收 入 翼 根 或 机 身 内 。若 翼 根 有 其 他 装 载 或 由 于 其 他 原 因 ，起 落 架 也 有 向 外 收 放 的 。 起落架收放(2)有 的 飞 机 的 起 落 架 是 沿 翼 弦 方 向收 放 的 ， 特 别 是 在 双 或 多 发 动 机 的 飞机 上 ， 当 发 动 机 短 舱 容 积 较 大 时 ， 常将 起 落 架 沿 翼 弦 方 向 向 前 或 向 后 收 入发 动 机 短 舱 内 。 4.6.2.4飞 机 的 滑 行 装 置 因 在 陆 地 或 在 水 面的 起 降 场 地 的 不 同 而 存 在 很 大 的 差 异 。 陆上飞机的滑行装置陆 上 飞 机 根 据 其 是 在 地 面 上 还 是 在冰 (雪 )面 或 草 地 上 起 降 ， 滑 行 装 置 主 要 有两 种 ， 即 ： 轮式滑行装置(1) 陆 上 飞 机 在 地 面 滑 行 一 般 都 采 用 轮 式 滑行 装 置 ， 不 同 类 型 的 飞 机 分 别 采 用 单 轮 式 、 双轮 式 或 多 轮 式 。大 型 旅 客 机 的 前 起 落 架 一 般 为 双 轮 式 ，主 起 落 架 则 为 双 轮 式 或 多 轮 小 车 式 。 轮式滑行装置(2)机 轮 是 轮 式 滑 行 装 置 的 主 要 部 分 ， 由轮 毂 和 轮 胎 组 成 。轮 胎 若 按 充 气 压 力 可 分 为 低 压 轮 胎 、中 压 轮 胎 、 高 压 轮 胎 和 超 高 压 轮 胎 。轮 胎 若 按 构 造 又 可 分 为 有 内 胎 轮 胎 和无 内 胎 轮 胎 两 种 。目 前 ， 大 型 民 用 客 机 使 用 的 多 为 无 内胎 的 中 压 轮 胎 。 滑橇式滑行装置采 用 滑 橇 式 滑 行 装 置 的 飞 机 的 起 降 场地 一 般 为 冰 雪 覆 盖 的 机 场 ， 或 为 松 软 的 土质 跑 道 和 草 地 。 水上飞机的滑行装置水 上 飞 机 在 水 面 起 降 ， 其 滑 行 装 置也 有 两 种 型 式 船 身 式 和 浮 筒 式 。 4.6.34.6.3 起落架的附设装置与机构 4.6.3.1 起 落 架 减 震 装 置 的 功 用 是 吸 收 和消 耗 着 陆 时 的 撞 击 能 ， 减 小 撞 击 力 ，并 使 振 动 衰 减 ， 同 时 也 减 小 地 面 滑 跑时 的 颠 簸 。起 落 架 的 减 震 装 置 包 括 和(减 震 支 柱 )。 轮胎轮 胎 是 内 充 高 压 空 气 的 空 心 体 ， 所以 是 一 种 很 好 的 弹 性 体 ， 当 发 生 撞 击 时 ，轮 胎 能 产 生 压 缩 变 形 而 吸 收 部 分 撞 击 能 。但 轮 胎 基 本 不 能 耗 散 所 吸 收 的 撞 击 能 。 油气式减震器(1)飞 机 上 主 要 起 减 震 作 用 的 是 专 门 的减 震 器 ， 而 现 代 民 用 飞 机 采 用 的 基 本 上都 是 。 油气式减震器(2)v外 筒v活 塞 内 筒v限 制 活 门v密 封 装 置 外 筒 内 充 灌 液 压 油 和 氮 气 。油 气 式 减 震 器 的 主 要 组 成 油气式减震器(3)油 气 式 减 震 器 主要 利 用 气 体 压 缩 时 的变 形 来 吸 收 撞 击 动 能 ，利 用 油 液 高 速 流 过 限制 活 门 或 内 筒 上 的 限流 孔 产 生 摩 擦 热 耗 散能 量 。 油 气 式 减 震 器 的 工 作 原 理 4.6.3.2(1)起 落 架 刹 车 装 置 的 主 要 功 用 是 掣 动 机轮 ， 把 飞 机 的 滑 跑 动 能 转 变 为 摩 擦 热 能 耗散 ； 此 外 ， 主 起 落 架 机 轮 的 单 边 刹 车 可 以协 助 飞 机 滑 行 转 弯 以 纠 正 滑 行 方 向 ； 而 飞机 在 起 飞 前 开 大 车 、 地 面 维 修 试 车 、 飞 机固 定 停 放 等 均 需 要 使 用 刹 车 装 置 。刹 车 装 置 一 般 装 在 主 轮 上 ， 有 的 大 型客 机 的 前 轮 也 装 有 刹 车 装 置 。 4.6.3.2(2)常 见 的 刹 车 装 置 有 弯 块 式 、 软 管式 和 圆 盘 式 三 种 。弯 块 式 和 软 管 式 主 要 用 于 小 型 低速 飞 机 。 而 现 代 大 型 、 高 速 飞 机 则 大都 采 用 。 多圆盘式刹车装置(1)卡 于 轮 毂 而 随 其 转 动装 在 与 轮 轴 相 连 的 主 体 上刹 车 时 推 动 静 盘松 刹 时 使 活 塞 复 位多 圆 盘 式 刹 车 装 置 的 主 要 组 成动 盘 和 静 盘 相 间 安 装 ， 不 刹 车 时 ，动 盘 与 静 盘 间 有 一 定 间 隙 ， 间 隙 的 大 小可 以 调 节 。 多圆盘式刹车装置(2) 多圆盘式刹车装置(3)多 圆 盘 式 刹 车 装 置 的 工 作刹 车 时 ， 作 动 筒 的 活 塞 推 动 静 盘 紧压 随 机 轮 转 动 的 动 盘 ， 各 盘 间 的 摩 擦 力形 成 刹 车 力 矩 。松 刹 时 ， 复 位 弹 簧 的 弹 簧 力 使 作 动筒 活 塞 恢 复 原 位 ， 动 、 静 盘 间 保 持 间隙 。 多圆盘式刹车装置(4) 多圆盘式刹车装置(5)刹 车 状 态 松 刹 状 态 多圆盘式刹车装置(6)多 圆 盘 式 刹 车 装 置 的 特 点结 构 紧 凑 ， 工 作 平 稳 ；刹 车 力 矩 大 ， 效 率 高 ；圆 盘 受 热 和 磨 损 均 匀 ；重 量 较 大 ；刹 车 热 量 不 易 消 散 ， 容 易 引 起 圆 盘过 热 变 形 、 产 生 裂 纹 、 甚 至 发 生 热 熔粘 合 。 4.6.3.2(3)按 照 起 落 架 主 轮 刹 车 的 功 能 ， 主 要的 刹 车 方 式 包 括 ： 正常与防滞刹车指 驾 驶 员 进 行 人 工 刹 车 。指 的 是 既 保 证 最 高 刹 车 效 率 又防 止 机 轮 卡 滞 的 刹 车 方 式 。正 常 刹 车 的 压 力 由 驾 驶 员 踩 刹 车 的 轻 重决 定 ， 压 力 太 小 刹 车 效 率 低 ， 压 力 太 大 又 可能 出 现 机 轮 卡 滞 (即 发 生 拖 胎 )， 严 重 时 会 导致 爆 胎 。 因 此 现 代 飞 机 都 装 有 刹 车 自 动 调 节器 (即 防 滞 装 置 )， 当 机 轮 出 现 卡 滞 时 自 动 解除 (或 降 低 )刹 车 压 力 。正 常 与 防 滞 刹 车 就 是 人 工 刹 车 与 防 滞 装置 两 部 分 工 作 的 结 合 。 自动刹车指 在 飞 机 着 陆 接 地 前 ， 驾 驶员 通 过 刹 车 选 择 电 门 选 取 刹 车 减 速 率 等 级信 号 。 飞 机 接 地 后 ， 微 处 理 机 比 较 地 速 与所 选 取 的 减 速 率 ， 从 而 输 出 液 压 控 制 信 号 ，使 进 入 刹 车 盘 的 液 压 与 减 速 率 相 对 应 。自 动 刹 车 时 ， 防 滞 装 置 也 一 同 工 作 。人 工 刹 车 可 以 超 控 自 动 刹 车 。 备用刹车又 称 应 急 刹 车 ， 在 正 常 供 压系 统 无 压 或 低 压 时 使 用 。当 飞 机 的 主 供 压 系 统 为 单 液 压 源 时 ，备 用 刹 车 由 应 急 电 动 油 泵 或 储 压 器 供 压 ，有 的 则 用 备 用 冷 气 刹 车 。对 多 液 压 源 的 飞 机 ， 则 通 常 由 备 用 液压 系 统 供 压 ， 当 备 用 液 压 系 统 也 无 压 力 时 ，压 力 电 门 接 通 警 告 信 号 的 同 时 接 通 电 动 油泵 供 压 。 停机刹车指 飞 机 停 放 或 发 动 机 地 面工 作 时 ， 刹 住 机 轮 以 防 止 飞 机 滑 动 的 刹车 方 式 。当 踩 下 刹 车 时 ， 压 力 油 进 入 刹 车 作动 筒 ， 再 拉 出 停 机 刹 车 手 柄 ， 将 刹 车 机构 固 定 ， 使 刹 车 液 压 封 闭 于 刹 车 管 路 及作 动 筒 内 。 收轮刹车大 型 飞 机 的 主 轮 上 往 往 还 装 有装 置 ， 以 使 主 轮 在 离 地 后 尽 快停 转 ， 便 于 收 入 舱 内 。 4.6.3.3 民 用 飞 机 的 起 落 架 收 放 机 构 一 般包 括 ： 收放作动筒起 落 架 的 收 放 动 力 有 液 压 、 电 力 和冷 气 等 等 。民 用 飞 机 起 落 架 的 正 常 收 放 一 般 都采 用 液 压 作 动 筒 。 收放位置锁当 起 落 架 收 起 和 放 下 时 ， 都 必 须 锁 住以 确 保 安 全 。收 放 位 置 所 包 括 和 。 收上锁收 上 锁 也 称 上位 锁 ， 功 用 是 将 起落 架 固 定 在 收 上 位 ，防 止 在 飞 行 中 自 动掉 下 。常 见 的 收 上 锁多 为 挂 钩 式 。 放下锁放 下 锁 又 叫 下位 锁 ， 功 用 是 将 起落 架 固 定 于 放 下 位 ，防 止 起 落 架 受 地 面撞 击 而 自 动 收 起 。常 见 的 放 下 锁有 挂 钩 式 和 撑 杆 式两 种 。 舱门机构及协调装置舱 门 机 构 的 功 用 是 保 证 舱 门 随 起 落架 的 收 放 而 开 关 ， 协 调 装 置 则 是 要 保 证舱 门 的 开 关 与 起 落 架 的 收 放 运 动 相 协 调 。多 数 大 型 民 用 飞 机 由 舱 门 作 动 筒 来开 关 舱 门 ， 而 开 关 的 先 后 顺 序 由 供 压 管路 中 的 顺 序 活 门 控 制 供 压 的 顺 序 来 加 以保 证 。 收放信号装置信 号 装 置 的 功 用 是 向 驾 驶 员 提 供 起落 架 收 放 位 置 的 信 号 。起 落 架 的 收 放 信 号 装 置 分 为、 和 。 电气信号装置电 气 信 号 由 信 号 面 板 上 的 红 、 绿 指示 灯 显 示 起 落 架 的 位 置 。绿 灯 亮 时 表 示 起 落 架 已 放 下 并 锁 好 。红 灯 亮 时 表 示 起 落 架 正 在 收 放 过 程中 。 当 起 落 架 收 起 并 锁 好 后 ， 信 号 灯 熄灭 。 机械信号装置在 飞 机 无 电 或 信号 电 路 故 障 时 ， 需 通过 观 察 机 械 信 号 判 断起 落 架 是 否 放 下 并 锁好 。 机 械 信 号 由 指 示杆 、 指 示 牌 或 标 记 线等 指 示 起 落 架 放 下 到位 并 锁 住 。 警告信号装置大 型 民 用 客 机 为 了 保 证 着 陆 安 全 ， 往往 还 装 有 着 陆 放 起 落 架 警 告 信 号 ， 用 灯 光和 音 响 提 醒 驾 驶 员 着 陆 前 及 时 放 下 起 落 架 。警 告 信 号 一 般 与 着 陆 收 油 门 和 放 襟 翼传 动 机 构 相 连 ， 当 油 门 收 到 慢 车 位 和 襟 翼放 下 到 一 定 角 度 时 ， 若 起 落 架 还 在 收 上 位 ，则 接 通 红 色 警 告 灯 闪 烁 ， 且 警 告 喇 叭 发 出声 响 。 地面安全装置地 面 安 全 装 置 的 功 用 是 防 止 飞 机 在地 面 时 被 误 收 起 落 架 而 发 生 损 坏 飞 机 的事 故 。在 起 落 架 地 收 放 系 统 中 设 有和 等 。 地面安全电门地 面 安 全 电 门 由 起 落 架 支 柱 连 动 ，当 飞 机 接 地 后 ， 支 柱 压 缩 ， 断 开 液 压 收放 控 制 电 路 ； 飞 机 离 地 后 ， 支 柱 伸 长 ，电 路 又 接 通 。 地面保险销地 面 保 险 销 在 飞机 停 放 好 后 由 机 务 人员 插 入 指 定 的 定 位 孔中 ， 使 起 落 架 不 能 转动 折 叠 ， 飞 行 前 再 由机 务 人 员 取 出 。 应急放下系统起 落 架 除 具 有 正 常 收 放 系 统 外 ， 为确 保 安 全 ， 必 须 能 够 应 急 放 下 。 应 急 放下 系 统 包 括 和 。应 急 供 压 包 括 应 急 液 压 或 压 缩 气 体 ，由 应 急 放 下 手 柄 控 制 。机 械 开 锁 时 ， 由 驾 驶 员 操 作 机 械 开锁 手 柄 ， 打 开 收 上 锁 ， 起 落 架 在 重 力 和 或 迎 面 气 流 的 冲 压 作 用 下 放 下 。 4.6.3.4(1)操 纵 飞 机 的 地 面 转 弯 并 修 正 滑 跑方 向 。大 型 民 用 飞 机 通 常 采 用 液 压 转 弯机 构 。 4.6.3.4(2)现 代 飞 机 转 弯 机 构 的 传 动 主 要 有 机械 式 和 液 压 式 两 种 。机 械 式 转 弯 机 构 一 般 用 于 小 型 低 速飞 机 。大 型 民 用 飞 机 通 常 采 用 液 压 转 弯 机构 。 4.6.3.4(3)v前 轮 自 由 定 位 状 态v滑 行 手 操 纵 状 态v滑 跑 脚 操 纵 状 态 4.6.3.5(1)前 轮 纠 偏 装 置 又 称 前 轮 中 立 机 构 。其 功 用 是 保 证 飞 机 前 轮 离 地 时 处 于 中立 位 置 ， 以 确 保 起 飞 时 的 正 常 收 起 和着 陆 时 的 正 常 接 地 。 4.6.3.5(2)v凸 轮 式v摇 臂 式v定 中 弹 簧 式 4.6.3.6(1) 对 前 三 点 式 起 落 架 ，当 飞 机 在 地 面 高 速 滑 跑时 ， 若 前 轮 受 到 外 界 干扰 而 发 生 偏 移 ， 则 会 在自 身 弹 性 力 和 地 面 摩 擦力 的 交 替 作 用 下 发 生 自激 振 动 摆 震 。 4.6.3.6(2)v活 塞 式v旋 板 式v节 流 装 置减 弱 或 抑 制 前 轮 的 摆 震 。 4.6.3.6(3)