飞机结构及起落架.ppt

4.6 起落架,4.6.1 起落架的功用及其组成,4.6.2 起落架的型式,4.6.3 起落架的附设装置与机构,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。,起落架,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。,起落架的主要功能,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。,起落架的主要组成部分,4.6.2 起落架的型式,4.6.2.1 起落架的配置型式,4.6.2.2 起落架的构造型式,4.6.2.3 起落架的收放型式,4.6.2.4 滑行装置的型式,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：,4.6.2.1 起落架的配置型式,后三点式起落架前三点式起落架多支柱式起落架自行车式起落架,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。,起落架的构造型式主要有：,4.6.2.2 起落架的构造型式,构架式起落架支柱式起落架摇臂式起落架,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。,起落架的收放型式有两种：,4.6.2.3 起落架的收放型式,沿翼展方向收放沿翼弦方向收放,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。,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。,4.6.2.4 滑行装置的型式,陆上飞机的滑行装置水上飞机的滑行装置,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：,轮式滑行装置滑橇式滑行装置,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。,4.6.3 起落架的附设装置与机构,4.6.3.1 减震装置,4.6.3.2 刹车装置,4.6.3.3 收放机构,4.6.3.4 前轮转弯机构,4.6.3.5 前轮纠偏装置,4.6.3.6 前轮减摆装置,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轮胎和专门的减震器(减震支柱)。,4.6.3.1 减震装置,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。,油气式减震器(2),外筒活塞内筒限制活门密封装置 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 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。,刹车装置的主要型式,多圆盘式刹车装置(1),动盘卡于轮毂而随其转动静盘装在与轮轴相连的主体上主体作动筒刹车时推动静盘复位弹簧松刹时使活塞复位,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：,主要的刹车方式,正常与防滞刹车自动刹车备用刹车停机刹车收轮刹车,正常与防滞刹车,正常刹车指驾驶员进行人工刹车。防滞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,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,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,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收轮刹车装置，以使主轮在离地后尽快停转，便于收入舱内。,民用飞机的起落架收放机构一般包括：,4.6.3.3 收放机构,收放作动筒收放位置锁舱门机构及协调装置收放信号装置地面安全装置应急放下装置,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。收放位置所包括收上锁和放下锁。,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电气信号装置、机械信号装置和警告信号装置。,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地面安全电门和地面保险销等。,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。应急放下系统包括应急供压和机械开锁。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。,4.6.3.4 前轮转弯机构,前轮转弯机构的功用,前轮转弯机构的传动,大型民用飞机通常采用液压转弯机构。,4.6.3.4(2),前轮转弯机构的传动,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),前轮转弯的工作状态,前轮自由定位状态滑行手操纵状态滑跑脚操纵状态,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 前轮纠偏装置,前轮纠偏装置的功用,4.6.3.5(2),前轮纠偏装置的常见类型,凸轮式摇臂式定中弹簧式,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 前轮减摆装置,前轮摆震,4.6.3.6(2),前轮减摆装置的常见型式,活塞式旋板式节流装置,前轮减摆装置的功用,减弱或抑制前轮的摆震。,4.6.3.6(3),