起落架系统飞机结构与系统.ppt
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1、起落架系统,张宏伟,起落架简介,起落架的配置型式、结构型式、滑行装置的型式和收放机构的型式是有关起落架全貌的一般知识:起落架配置型式影响飞机起降性能与安全;起落架结构型式影响结构受力;滑行装置的型式影响飞机适用场合;起落架收放型式飞机性能与安全。,起落架配置型式,起落架的配置形式有三种后三点式飞机重心在两个主轮之后;前三点式飞机中心在两个主轮之前;自行车式飞机的两组主轮分别安置在机身下,另外有两个辅助护翼轮。,“Jockey”,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。,后三点式起落架,缺点:方向稳定性差
2、,飞机容易打地转;,后三点式起落架,缺点:方向稳定性差,飞机容易打地转;着陆必须三点接点,操纵较为困难;,后三点式起落架,缺点:方向稳定性差,飞机容易打地转;着陆必须三点接地,操纵较为困难;两点接地时可导致飞机“跳跃”;,后三点式起落架,缺点:方向稳定性差,飞机容易打地转;着陆必须三点接点,操纵较为困难;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。,后三点式起落架,缺点:方向稳定性差,飞机容易打地转;着陆必须三点接地,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。,前三点式起落架,优点:滑行时方向稳定性好;发动机轴线与跑道基
3、本平行,避免燃气损坏跑道;着陆时两主轮接地,容易操纵;可以大力刹车,缩短着陆滑跑距离;驾驶员视野良好;缺点:前起落架所受载荷较大,前轮在滑跑时容易摆振,多点式起落架,波音747400起落架 C5A银河运输机起落架 安124运输机起落架,起落架结构形式,构架式起落架,构造较简单,重量较轻承力构架中减震支柱及其它杆件相互铰接,只承受轴向力,不承受弯矩起落架外形尺寸大,很难收入飞机内部,支柱套筒起落架,结构特点:减震支柱由套筒、活塞杆构成形式:张臂式、撑杆式优点:体积小,易收放缺点:不能很好地吸收水平撞击载荷,支柱套筒起落架承受水平载荷,摇臂式起落架,特点机轮通过摇臂悬挂在承力支柱和减震器下端类型减
4、震器与支柱分开减震器与支柱合成一体没有承力支柱(尾起落架)优点承受水平载荷时,减震器较好发挥作用缺点结构复杂,重量较大,摇臂式起落架,摇臂式起落架承受载荷,滑行装置的型式,半轴式半轮叉式和轮叉式小车式,轮式滑行装置,轮架与支柱连接方式,半轴式,小车式起落架,雪上飞机-滑橇式,水上飞机-浮筒式,DHC-6 Twin Otter 浮筒,Canadair CL-415 船身式,水上飞机-船身式,起落架减震装置,飞机在着陆接地时,与地面剧烈碰撞;在滑行、滑跑中,会由于地面不平而引起颠簸;减震装置可减小飞机在着陆接地和地面运动时所受的撞击力,并减弱飞机的颠簸跳动;减震原理:利用弹性变形缓冲撞击,吸收能量
5、;利用摩擦热耗作用消耗能量。减震装置:减震支柱;轮胎。,油气减震器,油气式减震器主要利用气体的压缩变形吸收撞击动能,利用油液高速流过阻尼孔的摩擦热耗作用消耗能量。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。,油气减震器工作原理,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。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
6、撞击动能被耗散,飞机很快平稳下来!,飞机位能油液通过阻尼孔耗能,飞机减震过程的能量转换,压缩行程伸张行程,飞机接地前的位能飞机接地撞击动能,气体内能增加油液通过阻尼孔耗能,气体膨胀释放内能,减震器工作特性分析,气体工作特性:减震器工作过程中,气体压缩、膨胀过程是介于等温和绝热过程间的多变过程;,V1,V2,P1,P2,减震器工作特性分析,P,S,气体工作特性:减震器工作过程中,气体压缩、膨胀过程是介于等温和绝热过程间的多变过程;气体压力与减震器压缩量的关系曲线如右图所示:,0,减震器工作特性分析,P,S,液体工作特性:液体通过阻尼孔时,产生与减震器压缩、膨胀方向相反的的阻尼力,该阻尼力与压缩量
7、的关系如右图所示:,Smax,0,减震器工作特性分析,P,S,气体工作特性:减震器工作过程中,气体压缩、膨胀过程是介于等温和绝热过程间的多变过程。液体工作特性:液体通过阻尼孔时,产生与减震器压缩、膨胀方向相反的的阻尼力,该阻尼力与压缩量的关系如右图所示:减震器工作特性:气体工作特性曲线与液体工作特性曲线迭加,可得减震器工作特性!,Smax,Pmax,0,减震性能调节装置油针,S,P,载荷高峰现象:飞机重着陆时,由于初始压缩速度大,而阻尼孔面积小,油液作用力会迅速增大;减震器所受载荷增大,在性能曲线上呈现现高峰凸起,称为载荷高峰;解决办法:根据压缩量变化调节阻尼孔面积!,载荷高峰的消除调节油针,
8、P,S,防反跳装置,反跳现象当起落架伸张速度过大时,在伸张行程结束时飞机垂直速度大于零,会造成飞机跳离地面的情况,称为反跳现象!防反跳活门可限制减震支柱伸张速度,防止飞机反跳;防反跳活门又可称为反行程制动活门!,油气减震器构造,起落架外部结构,典型油气减震支柱构造,油气减震装置的维护,气量充灌不符合标准的危害分析:,S,P,气压正常,气压过高,气压过低,油气减震装置的维护,油量充灌不符合标准的危害分析:,S,P,油量正常,油量过多,油量过少,油气减震装置的维护,油气充灌量不符合标准的危害:,油气减震装置油气量充灌标准,油量充灌标准减震支柱完全压缩时,油液与充气口平齐;气压充灌标准按照起落架充气
9、勤务曲线进行充气;,油气减震装置的维护,减震器充灌程序:顶起飞机,伸出减震支柱;放气,取下充气活门;灌入规定油液,直到与充油口上部齐平;排气:接排气管到充油嘴,排气管自由端放入有盛有同样油液的半满的油桶中;使用轮轴千斤顶,缓慢使支柱完全压缩、伸长,进行至少两次,直到空气从油液中安全排出;使减震支柱完全压缩,油液与油嘴齐平;放下飞机;取下排气管,装上充气活门,按充气曲线进行充气到规定值。,第二节 起落架收放系统,不可收放vs.可收放式早期飞机的起落架不可收放!随着飞机性能的提高,飞行速度增大,飞机外形逐渐改善,为了减小飞行阻力,改善飞行性能,起落架变为可收放式!收放动力:起落架收放系统采用液压作
10、为正常收放动力;采用液压、气压或电力作为应急收放动力。起落架收放系统能否正常工作直接影响飞机的安全!,起落装置还可分为固定式、可收放式。,起落装置的分类,起落架收放型式,旋转支柱示意图,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:收放机构应按一定顺序工作,防止发生纷争;起落架在收上和放下位都应可靠锁定,并给机组明确指示;系统应在不安全着陆时向机组发出警告;在正常收放系统发生故障时,应有应急放下系统;为了防止意外,系统应设置地面防收安全措施!,起落架锁机构,作用:将起落架可靠锁定在收上位和放下位类型扣锁(上位锁)过中心锁(下位锁)液压锁(早期飞机),正常收放系统工作演示,收
11、起顺序开舱门开下位锁收起落架锁上位锁关舱门,放下顺序开舱门开上位锁放起落架锁下位锁关舱门,正常收放系统工作演示,顺序动作控制方法举例,机控顺序阀,液压收放系统,起落架收放顺序控制系统图,机轮收上刹车系统,主起落架收上刹车前起落架收上刹车,起落架位置指示灯光,起落架位置,指示灯,绿灯亮,红灯亮,无灯亮,起落架位置指示机械,机械指示,起落架警告系统灯光警告,起落架收放手柄位置与起落架位置不一置红灯指示;飞机高度低于800英尺时任一发动机机油门杆在慢车位,起落架不在放下位红灯警告。,警告系统音响警告,起落架应急放下系统,为保证飞机能够安全着陆,现代飞机均设有应急放下系统,对其要求是:当正常收放系统中
12、任何合理可能的失效时,应能放下起落架;任何单个液压源、电源或等效能源失效时,应能放下起落架。具体措施:在驾驶舱内设置人工应急放下操纵手柄!,人工紧急放下起落架,起落架人工放下系统原理,起落架地面防收安全措施,起落架手柄不能直接扳动且飞机在地面时手柄不能扳到“UP”位;,起落架地面防收安全措施,飞机在地面停放时应设置地面锁,并悬挂红色标签!,起落架收放系统维护,收放系统检查运动部件磨损检查管路和部件的渗漏检查管路和电缆的擦伤检查舱门和轮胎的相应检查,起落架收放系统维护,收放系统校准起落架手柄与指示警告电门位置准确性;连杆机构及作动筒的行程;顺序活门机构和锁机构的动作准确性;舱门及起落架各部分与机
13、体结构的间隙;应急放下系统的手柄位置、传动机构的正确性。,起落架收放系统维护,收放系统校准起落架手柄与指示警告电门位置准确性;连杆机构及作动筒的行程;顺序活门机构和锁机构的动作准确性;舱门及起落架各部分与机体结构的间隙;应急放下系统的手柄位置、传动机构的正确性。,起落架收放实验,实验情况更换有故障的(与收放动作相关的)部件之后发生或怀疑有不正确的工作时硬着陆和重着陆后实验准备顶起飞机使机轮离地,并固定好千斤顶确保没有地面设备和人员在起落架和舱门附近某些飞机机轮运行非常接近地面,应进行进一步的清理接上电源和外部液压源及相应的气源设备,实验检查项目起落架工作是否正常(收放顺序是否正确)舱门工作/安
14、装是否正常机轮与机舱的间隙是否合适连杆工作/安装是否正常锁、电门、警告设备及机械指示工作是否正常管路(软管)是否顺畅全部机构工作是否平稳(摩擦、卡滞、振动或有无异常声响)拆下勤务设备,放下飞机和安装地面锁紧固并锁定试验前安装的设备,第四节 前轮转弯系统,前轮转弯系统为飞机在地面机动滑行时提供方向控制。前起落架结构特点:前轮能绕支柱轴线旋转;机轮通过扭力臂与可绕支柱外筒 旋转的旋转套筒相连;支柱和旋转套筒上分别有限动块;可使前轮获得稳定距。,前轮稳定距,定义:飞机前轮接地点到前起落架支柱旋转轴线的垂直距离,称为前轮稳定距t.,飞机滑行时,保持前轮运动稳定性使飞机能够灵活转弯,前轮稳定距的功用,前
15、轮支柱倾斜;采用摇臂(轮叉)将前轮向后伸;同时采用以上两种方法。,前轮稳定距的获得方法:,稳定距的大小要求:稳定距过小,飞机地面运动的稳定性不好;稳定距过大,支柱承受的弯距会增大!稳定距的大小会随地面条件的不同而变化。,前轮转弯系统,前轮转弯系统原理图位置伺服系统,前轮转弯系统结构图,前轮转弯的功能,正常转弯中立减摆拖行释压超压释压,前轮摆振与减摆器,摆振根本原因:前轮可绕支柱轴线转动;轮胎、支柱有弹性、间隙;机轮具有前轮稳定距!摆振危害:支柱损坏、轮胎爆裂解决措施:加装油液减摆器,减摆器工作原理,主轮转弯操纵,自动定中机构定中凸轮,功用:使飞机在离地后/接地前,使前轮保持在中位,便于顺利收入
16、轮舱/正常接地具体构造定中凸轮,定中状态,地面状态,第五节 机轮和刹车,机轮功用,一、机轮构造,二、轮毂,固定轮缘式轮毂适用于轻型飞机配合有内胎轮胎使用轮胎拆装困难,可卸轮缘式轮毂,分离式机轮轮毂与无内胎轮胎配合使用易熔塞(释压阀)防止爆胎,轮胎,飞机轮胎构成一个空气垫层帮助缓冲飞机着陆过程中的震动吸收跑道的粗糙不平造成的颠簸支撑着飞机的重量为飞机制动提供必需的刹车结合力轮胎类型有内胎轮胎&无内胎轮胎斜线轮胎&子午线轮胎轮胎充气压力低压轮胎中压轮胎高压轮胎,典型的轮胎构造,斜线轮胎 子午线轮胎,通气孔,轮胎构造特点,胎面花纹花纹类型圆周花纹(硬面跑道)菱形花纹(未铺跑道的机场)作用增强与跑道的
17、附着力增强方向稳定性消除轮胎滑水现象胎壁通气孔位置围着轮胎刚好在轮缘区域外侧,或胎冠和胎壁区域绿色或灰色作为标记作用在轮胎充气受压情况下将轮胎内残留或渗漏的空气从胎体中释放出来,否则残留或渗漏的空气会造成轮胎胎面胶或侧壁橡胶的松弛或隆起,轮胎标记,尺寸(2610.00-18)零件号制造厂家的识别标记,轮胎加工制造图纸、表明胎面型式的字母 序号(2283 Nov 72或23202283)层额定值识别最大建议载荷和压力是轮胎强度的指标,而不一定代表轮胎的构造中的帘线层数 速度额定值 存放基准号通气孔位置:绿色或灰色点轻点:红点或三角形 重点:10mm宽红色或黄色条块错线标记:1(1.5)in.宽白
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