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1、飞机结构分析与设计飞机结构分析与设计第十七讲第十七讲6.1起落装置的种类和设计要求起落装置的种类和设计要求1. 轮式起落架轮式起落架2. 滑橇轮式起落架滑橇轮式起落架3. 浮筒式起落架浮筒式起落架4. 其它形式的起落装置：弹射装置，空中投放，降落其它形式的起落装置：弹射装置，空中投放，降落伞回收，气垫回收等伞回收，气垫回收等第六章起落架设计第六章起落架设计一、起落架的类型一、起落架的类型可收放式可收放式固定式固定式q功用：供飞机起飞、降落、地面移动、在机场上滑行和停放功用：供飞机起飞、降落、地面移动、在机场上滑行和停放 之用。之用。q起落架的组成：起落架的组成：现代飞机的起落架现代飞机的起落架
2、不仅是飞机结构的一部分不仅是飞机结构的一部分, ,而且是而且是是一个包含众多机构和系统的复杂是一个包含众多机构和系统的复杂综合系统。综合系统。 二、起落架的功用和组成二、起落架的功用和组成q起落架的质量通常占飞机起落架的质量通常占飞机结构质量结构质量的的10%15%，占飞机，占飞机起起飞总质量飞总质量的的4%6%。q机翼占飞机机翼占飞机结构质量结构质量的的30%50%；占；占整个飞机质量整个飞机质量的的8% 15%。q机身占飞机机身占飞机结构质量结构质量的的8%15%。q一般要求：一般要求：q特殊要求：特殊要求：三、起落架的设计要求三、起落架的设计要求1地面运动要求地面运动要求2减震和消振要求
3、减震和消振要求3刹车要求刹车要求4通过（漂浮）性要求通过（漂浮）性要求5收藏要求收藏要求6防护要求防护要求重量要求重量要求使用、维护要求使用、维护要求还应满足空气动力和工艺性、经济性等要求还应满足空气动力和工艺性、经济性等要求起落架处于复杂的疲劳载荷作用下，有寿命要求。起落架处于复杂的疲劳载荷作用下，有寿命要求。一、着陆过载一、着陆过载v起落架及其连接部分结构的载荷是起落架及其连接部分结构的载荷是用着陆过载来确定的。用着陆过载来确定的。v起落架所受的着陆载荷与停机载荷起落架所受的着陆载荷与停机载荷之比称为着陆过载。之比称为着陆过载。二、起落架的外载荷二、起落架的外载荷6.2起落架的外载荷起落架
4、的外载荷v现代飞机着陆时的最大使用过载可达现代飞机着陆时的最大使用过载可达35。起落架大致可以分为以下几种载荷情况：起落架大致可以分为以下几种载荷情况：1.着陆撞击载荷着陆撞击载荷2.滑跑冲击载荷滑跑冲击载荷3.刹车载荷刹车载荷4.地面静态载荷地面静态载荷2. 滑跑冲击载荷滑跑冲击载荷 3. 刹车载荷刹车载荷1. 着陆撞击载荷着陆撞击载荷垂直方向的过载：战斗机为垂直方向的过载：战斗机为35，小型多用途飞机为，小型多用途飞机为23，运输，运输 机为机为0.71.5；在不光滑跑道上粗暴着陆时，水平方向的过载系数约为在不光滑跑道上粗暴着陆时，水平方向的过载系数约为12；带侧滑接地或在地面急转弯时，侧
5、向过载系数为带侧滑接地或在地面急转弯时，侧向过载系数为0.31.0。 1方向稳定性方向稳定性2可小于着陆迎角高速着陆可小于着陆迎角高速着陆3滑跑时不会出现滑跑时不会出现“倒立倒立”4可大力刹车，缩短滑跑距离可大力刹车，缩短滑跑距离5视界好，乘坐舒适，起飞加速快，避免喷气发动机高温视界好，乘坐舒适，起飞加速快，避免喷气发动机高温气流烧坏跑道气流烧坏跑道q前三点式和后三点式的比较前三点式和后三点式的比较q按机轮支点的数目和位置可分为：按机轮支点的数目和位置可分为：后三点后三点 前三点前三点 自行车式自行车式 多点式多点式6.3起落架的布置形式起落架的布置形式一、桁架式起落架一、桁架式起落架6.4起
6、落架的结构形式和受力分析起落架的结构形式和受力分析起落架结构形式起落架结构形式桁架式桁架式梁架式梁架式混合式混合式优点优点：桁架中的杆只受拉伸或桁架中的杆只受拉伸或压缩载荷，所以这种型式的起压缩载荷，所以这种型式的起落架结构重量最轻。落架结构重量最轻。缺点缺点：这种起落架在飞行中不这种起落架在飞行中不能收藏。通常只用于速度不大能收藏。通常只用于速度不大的轻型飞机或直升机上。的轻型飞机或直升机上。 1. 简单支柱式简单支柱式2. 撑杆支柱式撑杆支柱式3. 摇臂式摇臂式 和半摇臂式和半摇臂式4. 外伸式外伸式q梁式和混合式起落架通常由梁式和混合式起落架通常由受力支受力支柱柱、减震器减震器（当减震器
7、与支柱合成（当减震器与支柱合成一体时则称为减震支柱）、一体时则称为减震支柱）、扭力臂扭力臂、支撑杆系支撑杆系等组成。等组成。q主要承力构件是梁主要承力构件是梁起落架的支起落架的支柱或减震支柱。在载荷作用下支柱柱或减震支柱。在载荷作用下支柱切面内会产生轴向力、剪力和弯矩。切面内会产生轴向力、剪力和弯矩。二、梁架式起落架二、梁架式起落架根据支柱梁的支持形式不同，梁架式结构根据支柱梁的支持形式不同，梁架式结构形式又可分为：形式又可分为：v结构：主要构件为减震支柱。结构：主要构件为减震支柱。1. 简单支柱式简单支柱式v边界：边界：支柱上端与机体结构支柱上端与机体结构（机翼或机身）刚性（机翼或机身）刚性
8、连接；连接；支柱上端收放转轴附支柱上端收放转轴附近装有第二个支点，近装有第二个支点，下端装有机轮，这种下端装有机轮，这种起落架可以近似认为起落架可以近似认为是上端固定的外伸悬是上端固定的外伸悬臂梁臂梁。v机轮的安装方式和扭力臂受力机轮的安装方式和扭力臂受力v结构：主要为减震支柱结构：主要为减震支柱v边界：边界：减震支柱是双支点梁减震支柱是双支点梁2. 撑杆支柱式撑杆支柱式3. 摇臂支柱式摇臂支柱式半摇臂支柱式半摇臂支柱式4. 外伸式外伸式一般安装在机身上，为了增加轮距，将起落架向外伸出，收起时则一般安装在机身上，为了增加轮距，将起落架向外伸出，收起时则收藏于机身内。收藏于机身内。这种起落架由受
9、力很大的斜撑杆式的外伸支柱、减震器和收放机构这种起落架由受力很大的斜撑杆式的外伸支柱、减震器和收放机构等组成。由于斜撑杆式的支柱受有很大弯矩，收放机构比较复杂，等组成。由于斜撑杆式的支柱受有很大弯矩，收放机构比较复杂，因此支柱和收放机构重量大。因此支柱和收放机构重量大。多用于具有中、上单翼的小型歼击机或歼击轰炸机上。多用于具有中、上单翼的小型歼击机或歼击轰炸机上。 三、混合式起落架三、混合式起落架q由支柱和多根斜撑杆等构由支柱和多根斜撑杆等构件组成，撑杆铰接在机体件组成，撑杆铰接在机体结构上，是桁架式和梁式结构上，是桁架式和梁式的混合结构。的混合结构。q这种起落架在现代飞行器这种起落架在现代飞
10、行器上也得到广泛采用，这是上也得到广泛采用，这是由于在外形尺寸比梁式起由于在外形尺寸比梁式起落架大不太多的情况下，落架大不太多的情况下，其质量相对较小的缘故。其质量相对较小的缘故。减震器减震器减摆器减摆器车架车架小车式起落架小车式起落架减震支柱减震支柱减摆器减摆器前刹车摇臂前刹车摇臂上刹车连杆上刹车连杆后刹车摇臂后刹车摇臂下刹车连杆下刹车连杆刹车平衡机构刹车平衡机构刹车平衡机构刹车平衡机构1. 减震器应能吸收规定的冲击能量减震器应能吸收规定的冲击能量2. 撞击之后应能迅速恢复，以便承受下一次撞击撞击之后应能迅速恢复，以便承受下一次撞击3. 压缩行程和伸展行程应在压缩行程和伸展行程应在0.8秒内
11、完成秒内完成4. 应将吸收的大部分能量转变为热能，防止飞机反弹应将吸收的大部分能量转变为热能，防止飞机反弹5. 减震器性能应基本不随外界温度变化减震器性能应基本不随外界温度变化二二. 油气减震器工作原理油气减震器工作原理一一. 减震器的一般要求：减震器的一般要求：6.6起落架的减震器起落架的减震器P0活塞压力活塞压力减震器减震器行程行程1.1.1.1.气体减震器气体减震器气体减震器气体减震器正行程正行程反行程反行程无限流孔无限流孔活塞压力活塞压力减减震震器器行行程程活塞活塞油油气气限流孔限流孔2.2.2.2.加限流孔的油气减震器加限流孔的油气减震器加限流孔的油气减震器加限流孔的油气减震器反行程
12、制动活门反行程制动活门活塞活塞油油气气3.3.3.3.加反行程制动活门的油气减震器加反行程制动活门的油气减震器加反行程制动活门的油气减震器加反行程制动活门的油气减震器4.4.4.4.插针式油气减震器插针式油气减震器插针式油气减震器插针式油气减震器气室一气室一油油变截面插针变截面插针卸压阀卸压阀弹簧弹簧隔板隔板气室二气室二支柱支柱活塞活塞5.5.5.5.双气室油气减震器双气室油气减震器双气室油气减震器双气室油气减震器卸荷活门卸荷活门密封装置密封装置由于活塞杆的由于活塞杆的进入，使内部体积进入，使内部体积减小，油液受到压减小，油液受到压缩，产生弹性吸收缩，产生弹性吸收冲击能量，并通过冲击能量，并通
13、过油液挤过活塞上的油液挤过活塞上的小孔产生热量耗散小孔产生热量耗散掉。当压缩过快时，掉。当压缩过快时，卸荷活门打开，阻卸荷活门打开，阻尼减小，不致使载尼减小，不致使载荷超过允许值。荷超过允许值。6.6.6.6.全液减震器全液减震器全液减震器全液减震器摩擦块摩擦块摩擦筒摩擦筒顶杆顶杆利用摩擦块与利用摩擦块与摩擦筒间的过赢配摩擦筒间的过赢配合产生剧烈摩擦，合产生剧烈摩擦，并将摩擦筒撑大并将摩擦筒撑大变形。摩擦及材料变形。摩擦及材料变形使冲击能量变变形使冲击能量变为热量起到减震的为热量起到减震的作用。作用。这是一种一次这是一种一次性使用的减震器。性使用的减震器。7.7.7.7.摩擦块减震器摩擦块减震
14、器摩擦块减震器摩擦块减震器电液伺服阀电液伺服阀传感器传感器测量力、速度、测量力、速度、过载和位移，经计算过载和位移，经计算得到最佳的阻尼孔面得到最佳的阻尼孔面积，由电液伺服阀控积，由电液伺服阀控制阻尼孔的大小，使制阻尼孔的大小，使减震器随时处于最佳减震器随时处于最佳效率状态。效率状态。8.8.8.8.自适应减震器自适应减震器自适应减震器自适应减震器二、纠偏机构二、纠偏机构一、稳定距一、稳定距稳定距稳定距内纠偏和外纠偏内纠偏和外纠偏6.7 前起落架的构造前起落架的构造活塞式减摆器活塞式减摆器活塞式减摆器活塞式减摆器活塞活塞油液油液旋板式减摆器旋板式减摆器旋板式减摆器旋板式减摆器油液油液旋板旋板固
15、定板固定板三、减摆器三、减摆器一一. 收藏方式收藏方式1. 主起落架安装机身，收入机身主起落架安装机身，收入机身2. 主起落架安装机翼，沿展向收入机翼主起落架安装机翼，沿展向收入机翼3. 主起落架安装机翼，支柱向收入机翼，机轮收入机身主起落架安装机翼，支柱向收入机翼，机轮收入机身4. 主起落架安装机翼，沿弦向收入机翼上起落架舱主起落架安装机翼，沿弦向收入机翼上起落架舱二二. 收放载荷收放载荷起落架重量，空气动力，收放速度较快的应考虑惯性力起落架重量，空气动力，收放速度较快的应考虑惯性力三三. 收放系统收放系统收放动力源（液压、冷气或电动），收放作动筒，四连收放动力源（液压、冷气或电动），收放作
16、动筒，四连杆机构，上位锁，下位锁，连动开关门机构杆机构，上位锁，下位锁，连动开关门机构 6.8 起落架的收放机构起落架的收放机构减减震震器器支支柱柱撑杆撑杆机轮机轮收放作动筒收放作动筒下位锁下位锁收收放放机机构构第十七讲结束第十七讲结束退退 出出主轮主轮尾轮尾轮重心重心前进方向前进方向后三点式后三点式重心重心前轮前轮主轮主轮前进方向前进方向前三点式前三点式前主轮前主轮后主轮后主轮辅助轮辅助轮重心重心前进方向前进方向自自行行车车式式波音波音747C5A银河银河多点式安安124多点式前三点滑跑稳定前三点滑跑稳定前三点滑跑稳定前三点滑跑稳定后三点滑跑不稳定后三点滑跑不稳定后三点滑跑不稳定后三点滑跑不稳定前三点着陆前三点着陆前三点着陆前三点着陆后三点着陆后三点着陆后三点着陆后三点着陆 前三点不会前三点不会前三点不会前三点不会“ “倒立倒立倒立倒立” ” 后三点会后三点会后三点会后三点会“ “倒立倒立倒立倒立” ”减震器减震器收放作动筒收放作动筒机轮机轮扭力臂扭力臂简单支柱式简单支柱式撑杆撑杆支柱减震器支柱减震器扭力臂扭力臂撑杆支柱式撑杆支柱式减震器减震器摇臂摇臂支柱支柱摇臂式摇臂式摇臂摇臂支柱减震器支柱减震器半摇臂式半摇臂式安安124
