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1、第四章：飞机起落架装置,航空工程学院飞机系,2012.10,Page2,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保证飞机在地面上可以自由滑跑能承受着陆时的冲击载荷并且能够平稳吸收碰撞能量,Page3,Page4,Page5,、后三点式(图a)、前三点式(图b) 、自行车式(图c),一、起落架简介,起落架的配置形式,Page6,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；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。,Page7,运5
2、,Page8,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：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）着陆时，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。,Page9,Page10,自行车式,某些高速重型飞机采用自行车式起落架。优点：承受主要载荷的两个主起落架可以收在机身，体积较小的两个辅助轮可以使飞机停放和滑行时稳定，也较易收藏在厚弦比较小的机翼内。结构比较复杂，应用还不广泛。,Page11,B-47 战
3、略轰炸机,Page12,多点（支柱）式起落架,B747,Page13,A380,Page14,Page15,起落架的主要参数,1. 前三点式的起落架的主要参数,（1）停机角,（2）后坐角,（3）防后坐角,（4）轮距,Page16,起落架的主要参数,2. 后三点式起落架的主要参数（如图）,（1）停机角,（2）防倒立角,（3）前伸角,Page17,起落架的主要参数,3.自行车式起落架的主要参数（如图）,（1）停机角,（2）后坐角和防后坐角,（3）前后轮距,Page18,起落架的配置形式对飞机地面运动稳定性的影响,飞机的稳定性？,Page19,1起落架的配置形式对飞机在地面运动的 方向稳定性的影响,
4、前三点飞机在滑行中偏转时(图a),后三点飞机在滑行中偏转时(图b),v,v,M恢复,M偏转,M恢复,M偏转,v,Page20,2起落架的配置形式对飞机在地面运动的横向稳定性的影响,Page21,3. 起落架的配置形式对飞机在地面运动的纵向稳定性的影响,飞机两点滑跑时的纵向稳定性,飞机在滑行中的纵向稳定性,Page22,起落架的结构形式,起落架的结构形式可分为构架式、支柱套筒式和摇臂式三类。,1构架式起落架 承力构架中的减震支柱及其他杆件都是相互铰接的，仅承受轴向力。,Page23,起落架的结构形式,2支柱套筒式起落架 起落架的支柱就是由外筒和活塞杆套接起来的减震支柱，长期以来得到广泛应用。,张
5、臂式起落架,撑杆式起落架,Page24,起落架的结构形式,支柱套筒式起落架承受水平撞击情形,Page25,起落架的结构形式,3摇臂式起落架 承力支柱和减震器通过摇臂（轮臂或轮叉）与机轮相连,多用作主起落架,多用作前起落架（前三点式）,多用作尾起落架（后三点式）,Page26,起落架的结构形式,Page27,滑行装置的形式,1.轮式滑行装置,轮式滑行装置是应用得最广泛的一种滑行装置。它的机轮在起落架受力结构上的固定方式常见的有半轴、半轮叉、轮叉等形式,Page28,滑行装置的形式,1.轮式滑行装置 多轮（“小车式”）起落架，支柱下端与装有四个或更多个机轮的轮架相连，轮架与支柱铰接,Page29,
6、滑行装置的形式,2滑橇式滑行装置 主要用于雪地机场起落的飞机，也可用于土质和草地机场起落,Page30,滑行装置的形式,3履带式滑行装置 由履带和导向滚轮系统组成，履带通常用夹金属丝的涂胶布制成。通常只用于某些特种飞机。,Page31,滑行装置的形式,水上滑行装置,安装在起落架上的浮筒,直接把机身做成密封的船身,Page32,起落架的收放形式,主起落架 沿翼展方向收放 沿翼弦方向收放,起落架的收放形式,Page33,起落架的收放形式,1沿翼展方向收放,起落架沿翼展收起的情况,Page34,Page35,起落架的收放形式,2沿翼弦方向收放,支柱的旋转机构,Page36,起落架的收放形式,2沿翼弦
7、方向收放,轮架的转动,Page37,二、起落架减震装置,起落架减震装置减小飞机在着陆接地和地面运动时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。 轮胎 减震器（减震支柱）,Page38,起落架减震器,橡皮绳式减震器,弹簧式减震器,Page39,起落架减震器,油液橡皮式减震器,油液弹簧式减震器,Page40,油气式减震器： 相较前两类减震器的主要特点是利用气体的压缩变形来吸收能量，对密封性要求很高。 液体式减震器： 直接利用液体在高压下产生变形来吸收能量，工作压力高达几千个大气压，对密封性要求更高。,起落架减震器,Page41,起落架减震器,Page42,油气式减震器,油气式减震器,（一）基
8、本工作原理 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。,Page43,Page44,冷气工作特性 减震器压缩和伸张行程中，冷气作用力与压缩量的关系： 初始体积 初始压力 活塞有效面积 多变指数,油气式减震器,Page45,油气式减震器,冷气工作特性,冷气工作特性曲线,Page46,工作特性分析,1冷气的工作特性,具有不同初始压力的冷气工作特性曲线,油气式减震器的工作特性分析，即研究其在工作过程中载荷的变化情况和吸收、消耗能量的情况,Page47,工作特性分析,2油液的工作特性,油液工作特性曲线,Page48,工作特性分析,3冷气和油液共同工作的特性,冷
9、气和油液共同工作的特性曲线,减震器的压缩量和伸张逐渐减小的工作特性曲线,Page49,工作特性分析,减震器的工作特性曲线,4密封装置和活塞杆上下支点处的摩擦力对减震器工作特性的影响,Page50,（1）密封装置的摩擦力（2）活塞杆上下支点处的摩擦力,密封装置的构造,密封装置和活塞杆上下支点处的摩擦力,工作特性分析,Page51,减震器的特性系数,1预压系数,当减震器完全伸张时，开始压缩减震器所需的力Po与减震器的停机载荷P停机的比值。能表示减震器的软硬程度。,Page52,减震器的特性系数,2效率系数(丰满系数),表示减震器在规定的最大压缩量和最大载荷的条件下，吸收撞击动能的的能力。,Page
10、53,3热耗系数(滞后系数),减震器在一次压缩和伸张行程中，油液、密封装置等摩擦消耗的能量与减震器吸收的全部能量的比值。,减震器的特性系数,Page54,减震器性能的调节装置,出现载荷高峰时减震器的工作特性曲线,载荷高峰现象：飞机重着陆时，由于初始压缩速度大，而通油孔面积小，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！,Page55,减震器性能的调节装置,1.通油孔面积调节装置,装有定压活门的减震器示意图及其工作特性曲线,Page56,载荷高峰的消除调节油针（油槽）,P,S,Page57,防反跳装置,反跳现象当起落架
11、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！,Page58,减震器性能的调节装置,2单向节流活门,具有反行程制动活门的减震器示意图及其工作特性曲线,具有正行程制动活门的减震器示意图及其工作特性曲线,Page59,B737主起落架减震支柱,1组成 减震支柱包括内、外筒、节流孔支撑管、缓冲活门和限流针杆。,2减震支柱的控制,3主减震支柱的工作,4主减震支柱的封严,Page60,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,Pa
12、ge61,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,Page62,油气减震装置的维护,油气充灌量不符合标准的危害：,Page63,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勤务曲线进行充气；,03-16,Page64,三、 起落架收放系统,对收放系统的要求 起落架在收上和放下位都应可靠锁定，并给机组明确指示；收放机构应按一定顺序工作，防止相互干扰；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；地面应设置防收安全措施,Page65,三、 起落架收放系统,
13、一、锁机构,收放位置锁的构造形式是多种多样的，收上锁通常采用挂钩式，利用摇臂、弹簧和作动筒等机构来上锁或开锁。,收上锁的构造及上锁原理,Page66,Page67,一、锁机构,下位锁通常采用撑杆式锁，也称过中心（中立）锁,Page68,起落架收放,（1）开舱门（2）开下位锁（3）收起落架（4）锁上位锁（5）关舱门,起落装置收起顺序：,起落装置放下顺序：,（1）开舱门（2）开上位锁（3）放下起落架（4）锁下位锁（5）关舱门,起落架收放试验,Page69,二、正常收放系统,作动筒串联的顺序协调装置：按规定的顺序把传动各部件的作动筒串联起来，高压油液依次进入各个作动筒。,Page70,二、正常收放系
14、统,作动筒并联的顺序协调装置：专门设置了控制传动顺序的附件以保证传动顺序协调。,利用机械触通式顺序活门控制传动顺序的协调装置,Page71,利用液压触通式顺序活门控制传动顺序的协调装置,Page72,利用终点电门控制传动顺序的协调装置,Page73,正常收放系统工作原理,Page74,B-737正常收放系统,Page75,二、应急放下系统（1）当正常收放系统发生任何合理的实效时，应能放下起落架；（2）任何单个的液压源、电源或等效能源失效时，应能放下起落架。由扇形轮、曲柄、上锁释放拉杆、凸轮轴、双指凸轮及回程弹簧组成。,Page76,（一）位置指示与警告系统1.灯光指示信号,三、起落架位置指示与
15、警告系统及地面防收放安全措施,Page77,2.机械指示信号 通常直接装在下位锁处，目测观察起落架是否放下锁定。,三、起落架位置指示与警告系统及地面防收放安全措施,Page78,3.警告系统 （1）灯光警告,Page79,3.警告系统,（2）音响警告,Page80,（二）地面防收安全措施（1）起落架手柄不能直接扳动，防止由于维修人员的触碰而收起起落架。（2）起落架手柄在地面不能扳到收上位。（3） 地面锁。四、起落架收放试验,Page81,Page82,Page83,Page84,4.5 前轮转弯系统,一、前起落架支柱的构造和前轮的稳定距（一）前起落架支柱的构造特点,Page85,减震支柱下接头
16、做成可在内筒里转动的旋转接头,前轮绕其他轴线偏转的形式,Page86,二、前轮的稳定距,Page87,稳定距的大小会随着地面条件的不同而改变,Page88,在构造上取得稳定矩的方式,Page89,二、前轮转弯机构与前轮中立机构,1.前轮转弯系统的工作原理,Page90,2.前轮中立机构 在前轮离地后和接地前，使前轮保持在中立位置，以便顺利收入起落架舱和正常接地。,Page91,三、前轮摆振与减摆器,前轮摆振,Page92,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。,产生减摆力矩的大小，近似地与减摆器传动装置的转动角速度(取决与前轮偏转角速度) 成正比。减摆器
17、特性系数主要与节流孔的面积、油液的粘度以及减摆器工作油室的尺寸等因素有关。,Page93,机轮由轮毂和轮胎组成，用来支撑飞机的重量，吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能，产生必要的刹车摩擦力刹车装置可用来缩短飞机的着陆滑跑距离，并使飞机在地面运动具有良好的机动性刹车系统 控制刹车装置的工作,第五节 机轮与刹车系统,Page94,轮胎、轮毂的构造,轮胎的类型,轮胎的分类：按充气压力的大小低压轮胎压缩量较大，能吸收较多的能量，对地面压力小，但轮胎宽度大；高压轮胎则反之,Page95,轮胎的构造,外胎的构造,有内胎轮胎内胎：软橡皮制成的密封环形囊，保证轮胎气密性外胎：由帘线层、外表橡皮层、缓冲层
18、、胎圈组成，帘线层是外胎主要受力部分,Page96,无内胎轮胎用外胎内的橡胶气密层代替内胎，靠胎圈紧压在轮缘齿槽上实现密封无内胎轮胎重量比有内胎的轻，轮胎刺穿后渗漏损失小，机轮滑跑时轮胎温度可下降约10。,轮胎的构造,Page97,轮胎垂直载荷时的变形情况,轮胎在垂直载荷作用下，外层帘线中合应力的分布情况,轮胎的受力分析,轮胎内气压引起正压力，帘线层受拉伸轮胎受垂直载荷引起正应力机轮滚动一圈，每一部分帘线的应力都要发生两次突变，会出现疲劳损伤,Page98,轮胎的受力分析,轮胎单位面积上的惯性离心力,滚动时，惯性离心力使轮胎承受的拉伸力增大与地接触面较远的地方曲率半径不变，惯性离心力只随速度变
19、化与地接触面前后由于变形，曲率半径减小，惯性离心力增大接触面曲率半径为0,无惯性力,当机轮滚动速度达到其临界速度时，惯性离心力引起的变形和正应力都急剧增大,Page99,轮胎的使用和维护,充气压力充气压力不足的危害：轮胎压缩量增大轮胎可能提前疲劳损坏，减震性能、通行性能、临界速度下降、机轮“错线”等充气压力过大的危害：由气压引起的拉伸力增大，对地面压力增大，同时接触面减小，橡皮层容易磨损等,Page100,轮毂的构造,固定轮缘式轮毂,配合有内胎式轮胎由于轮缘固定，在装配时有一定困难用在早起飞机及某些轻型飞机上,Page101,轮毂的构造,可卸轮缘式轮毂,包括轮毂本体、可拆卸式轮缘、轮缘固定（止
20、动）卡环卡环承受轮胎压力，一旦卡环出现缺陷，机轮容易爆胎将机轮从飞机上拆卸前必须彻底放气,Page102,轮毂的构造,分离式轮毂,配合无内胎轮胎使用，靠轮胎的胎源在内部气体压力作用下紧压在轮缘上在两个半轮毂的分离处加装O型密封圈轮毂上装有热熔塞,Page103,轮胎组装,Page104,1.机轮对地面的压力的分布情况,停机时机轮对地面压力的分布情况,滚动机轮对地面的压力的分布情况,机轮与刹车系统,Page105,机轮与刹车系统,2.影响机轮对地面的压力的因素,轮胎压缩量与径向变形速度之间的关系,Page106,机轮与刹车系统,机轮滚动阻力,机轮的滚动阻力,阻滚力矩Pe,Page107,机轮与刹
21、车系统,2.机轮滚动阻力,滞后阻力，由轮胎变形产生的阻力,Page108,机轮与刹车系统,2.机轮滚动阻力,地面变形阻力,Page109,刹车减速原理,刹车装置的工作原理,摩擦面之间的摩擦作用，增大租滚力矩，则作用在机轮上的地面摩擦力相应增大。,Page110,“拖胎”现象：地面摩擦力增大到极限值后，继续增大刹车压力，地面摩擦力也不会再增大，则机轮与地面之间会产生相对滑动。机轮刚要出现拖胎时的极限地面摩擦力，成为机轮与地面之间的结合力T结合机轮与地面压得越不紧，或地面越光滑，结合力就越小。,刹车减速原理,Page111,刹车减速原理,刹车时，作用在机轮上的阻滚力矩增大，由于地面摩擦力T随之增大
22、，则维持机轮滚动的力矩Tr相应增大： 机轮相对于地面不滑动。刹车压力增加到使T达到T结合时，继续增大刹车压力，则T结合r会小于阻滚力矩，机轮相对于地面滑动(拖胎)最高刹车效率：着陆滑跑过程中，准确控制刹车压力，使刹车力矩时时非常接近、但又不超过结合力矩。,Page112,刹车减速原理,如何控制刹车压力？ 根据结合力矩大小来控制机轮上的垂直载荷随着滑跑过程中升力减小，逐渐增大机轮与地面间的结合系数随着滑跑速度减小而增大结合系数与跑道的性质和状况有关与轮胎充气压力、轮胎台面型别及状况有关 结合力矩的基本变化规律：随着着陆滑跑时间的增长（滑跑速度的减小）而逐渐增大,Page113,刹车减速原理,刹车
23、力矩随着刹车压力的增大而增大，刹车力矩增大到等于结合力矩时所使用的刹车压力，叫做临界刹车压力,随结合力矩变化刹车方式随着滑跑速度的减小而逐渐增大刹车压力由轻到重“一刹一松”的“点刹”现代飞机普遍安装了刹车压力自动调节装置扰流板的使用能减小升力，增大结合力矩,Page114,刹车装置的构造和工作原理,对刹车装置的要求应能产生足够的刹车力矩，以保证获得高的刹车效率应能在规定的时间内吸收和消耗完着陆滑跑时的大部分动能，必须具有良好冷却性能在高温高压下保持良好的耐磨、抗压性能灵敏性，即刹车与解除刹车迅速飞机上采用的刹车装置主要由弯块式、胶囊式、圆盘式,Page115,刹车装置的构造和工作原理,弯块式刹
24、车盘,助动式刹车盘,直接作用式刹车盘,Page116,刹车装置的构造和工作原理,胶囊式刹车盘,相比于弯块助动式刹车盘优点：摩擦面积大、磨损均匀、刹车工作柔和其不易产生卡滞缺点：刹车时需要输送较多的冷气或油液，因而工作灵敏性较差,Page117,刹车装置的构造和工作原理,圆盘式刹车装置,通风的圆盘式刹车装置,Page118,Page119,刹车系统,刹车系统用来控制机轮刹车装置的工作刹车系统的中心问题就是调节刹车压力，因此刹车系统都装有刹车调压器现代刹车系统普遍采用防滞刹车系统，自动精确控制刹车压力,Page120,刹车系统的工作原理,刹车系统结构图,Page121,刹车系统组成1.正常刹车系统
25、刹车储压器、正常刹车调节器、流量放大器2.应急（备用）刹车系统3.防滞刹车系统防滞传感器、防滞控制器、防滞控制阀4.自动刹车系统5.停留刹车,刹车系统,Page122,刹车系统的工作原理,正常刹车系统原理图,Page123,防滞刹车系统：在着陆滑跑中，使刹车压力围绕临界刹车压力变化规律而变化，以获得高的刹车效率惯性传感器式：机轮具有一定的负角速度后才输出信号，解除拖胎，且执行机构为普通电磁阀，控制精度低，系统效率差电子式：,刹车系统,Page124,刹车系统,电子式防滞刹车系统的工作原理（1）滑移率：（2）各元件的原理和功用组成原理轮速传感器,Page125,本章小结,基础知识,配置形式及其对地面运动稳定性的影响 结构形式及滑行装置收放形式及收放机构,起落架装置,减震装置（重点）,各类减震器油气式减震器的结构及工作原理(难点)油气式减震器的特性系数油气式减震器的性能调节,收放系统（重点）,锁机构及顺序协调装置 正常收放系统及应急放下系统位置与警告系统,前轮转弯系统,前起落架支柱结构及前轮的稳定矩前轮转弯机构,机轮与刹车系统,机轮的通行性减速刹车原理轮胎及轮毂的构造,Page126,思考题,1.起落架有哪些配置形式及结构形式？2. 各类起落架在受到垂直和水平载荷时的受力情况如何？3.油气式减震器的基本工作原理？4.油气式减震器的工作特性曲线的含义？,
