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飞机结构强度(第六讲 飞机起落架系统)03
起落架的结构型式
二、简单支柱式和撑杆支柱式起落架
2. 撑杆支柱式起落架
在支柱中部加一撑杆,使减震 支柱以双支点外伸梁的形式受力, 大大减小支柱上端的弯矩。 撑杆可以同时兼做折叠连杆, 或者用作动筒锁定后作为撑杆。
起落架的结构型式
二、简单支柱式和撑杆支柱式起落架 3. 支柱式起落架特点 优点: 1)结构简单,传力直接,圆筒形支 柱具有较好的抗压、抗弯、抗 扭的综合性能,重量轻,体积 小,易收藏。 2)可采用不同的轮轴、轮叉形式, 可调整机轮接地点和机体连接 点之间的相互位置和起落架高 度。
起落架的外载荷
起落架的结构组成: 受力支柱、减震器、扭力臂或摇臂、 机轮 和刹车装置
起落架的结构型式
一、构架式起落架
由杆系构成空间桁架结构 。 优点:构造简单。 缺点:不可收放,阻力大 。 应用:低速轻型飞机、直 升机。
起落架的结构型式
二、简单支柱式和撑杆支柱式起落架 1. 简单支柱式起落架 主要受力构件为减震支柱(支柱 与减震器合成一个构件)。
起落架系统概述
二、飞机起落装置的类型 1. 机轮起落架
起落架系统概述
二、飞机起落装置的类型
2. 雪橇式起落架
着陆场所: 冰雪机场、松 软土 质跑道、草坪
C-5
起落架系统概述
二、飞机起落装置的类型 3. 水上飞机起落架
船身式飞机
US-1A(日)
起落架系统概述
二、飞机起落装置的类型 3. 水上飞机起落架 浮筒式飞机 硬式浮筒 (不可收放) 软式充气浮筒 (可收放)
起落架的外载荷
2. 滑跑冲击载荷: 起飞、着陆的滑跑过程中,由于道面不平或道面杂物造成对起落 架的冲击载荷;还包括由于未被减震装置耗散掉的着陆能量引起的 振动(逐次衰减)。 载荷虽小于着陆撞击载荷,但由于滑跑距离长,滑跑冲击载荷的 反复作用次数多。
起落架的外载荷
3. 刹车载荷: 着陆滑跑过程中刹车引起的载荷。 除轮胎和地面摩擦力外,还有刹车力矩引起的垂直载荷。
起落架的布置形式
4. 多支点式 (多轮多支柱) 优点: 1)分散过大的载荷,减小 局部载荷; 2)起落架生存性好; 3)刹车效能较好(刹车机 构分散在各机轮上,散 热性较好)。 4)同前三点式
பைடு நூலகம்落架的外载荷
1. 着陆撞击载荷: 飞机降落姿态可能是:三点着陆、两点着陆、一点着陆或侧滑着陆。 着陆过程中承受不同载荷:垂直撞击、前方撞击、侧向撞击载荷和 惯性力矩。 现代飞机一般规定起落架垂直方向载荷系数:战斗机为3~5,小型 多用途飞机为2~3,运输机为0.7~1.5;规定在不光滑的跑道粗暴着陆 时水平方向载荷系数为1~2;在带侧滑接地或地面急转弯时,侧向载 荷系数约为0.3~1.0。
Strength of Aircraft
刘璐 2014.09
第六讲 起落架结构
主要内容
起落架系统概述
起落架的布置形式 起落架的外载荷 起落架的结构型式 起落架的受力分析
起落架系统概述
一、起落架的功用
承受当飞机与地面接触时产生的静、动载荷,防止 飞机结构发生破坏; 消耗飞机着陆撞击和在不平跑道上滑行时所吸收的 能量,防止飞机发生振动; 当飞机着陆后,为了缩短滑行距离,吸收和消耗飞 机前进运动的大部分动能。 起落架装置重量约占全机重量的3.7%~5%,占飞机 结构重量的10%~15%。
起落架的布置形式
1. 后三点式 优点: 尾部起落架受力小,结构短、小,易收藏; 缺点: 1) 地面运动的方向稳 定性差; 2) 猛烈刹车时有翻倒 的倾向。 3)对于喷气式飞机, 尾喷管的气流易损 伤跑道。 4)着陆时前视界较差
起落架的布置形式
2. 前三点式 优点: 克服了后三点起落架的几乎所有缺点. 1)飞机的地面运动方向稳定性好; 2)飞机着陆时可猛烈刹车而不致 使飞机向前翻到; 3) 着陆时前视角好; 4) 发动机喷流不会损伤跑道。 缺点: 1) 前起落架受力大、比较长,质 量大,抬头难,布置困难; 2) 前轮易摆振。
1. 减震器与受力支柱分开
起落架的结构型式
三、摇臂支柱式起落架
1. 减震器与受力支柱分开
起落架的结构型式
三、摇臂支柱式起落架
2. 减震器与受力支柱一体(半摇臂)
适于前轮上使用,便于前轮转弯。
起落架的结构型式
三、摇臂支柱式起落架
2. 减震器与受力支柱一体(半摇臂)
适于前轮上使用,便于前轮转弯。
起落架的结构型式
起落架系统概述
三、起落架的结构组成
主要组成: 支柱、减震器、机轮 功用: 支柱: 用于安装机轮、将起落架连接 到飞机机体结构上。 减震器: 用于飞机在着陆和在机场地 面运动时吸收并消耗冲击能量 机轮: 用于飞机在地面上的运动 防滑刹车系统、收放机构、电液系统等。
起落架系统概述
四、起落架的要求
1. 基本要求: 与飞机机体结构相同:最小重量要求、易使用维护性、工艺性及 经济性等。 按安全寿命(疲劳寿命)原理设计,要求起落架与机体结构同 寿。 2. 自身要求: 1)良好的减震性能; 2)地面运动时良好的操纵性、稳定性; 3)良好的刹车制动性能; 4)“漂浮性”要求; 5)与机体连接合理、可靠,并具备良好的收放可靠性; 6)防护要求。包括:自身防护以及当起落架结构失效时避免对其 他机构造成破坏。
起落架的结构型式
二、简单支柱式和撑杆支柱式起落架 3. 支柱式起落架特点
缺点: 3)需用扭力臂,阻止内外筒相对转动,因内外筒之间无法直接传递 扭矩(以弯矩形式传递扭矩)。 应用: 适用于起落架较 长、跑道路面较好、 前方撞击较小的飞机 ,更多应用在主起落 架。
起落架的结构型式
三、摇臂支柱式起落架
起落架的受力分析
1、简单支柱式和撑杆支柱式
起落架的受力分析
2、 摇 臂 支 柱 式 起 落 架
起落架的受力分析
2、 摇 臂 支 柱 式 起 落 架
起落架的受力分析
3、多轮式起落架
起落架的受力分析
3、多轮式起落架
小结
1. 2. 3. 4. 5.
起落架主要有哪几个组成部分? 起落架外载荷有哪些? 起落架的布置型式有哪些? 摇臂式起落架的优点有哪些? 两种起落架的受力分析。
起落架的布置形式
3. 自行车式 缺点: 1)前起落架载荷很大(约承 担40%的总载荷),抬头 困难; 2)要求前后机轮同时着 地,难度很大; 3)前轮需安装转弯机构; 4)起落架收藏所需开口使 结构增重很大。
海鹞
起落架的布置形式
4. 多支点式 (多轮多支柱)
常用于起飞重量超过200t的重型运输机和客机上。2个以上主起落架 ,主起可双轮可小车式,飞机重心位于前后主起落架支柱之间,结构布 局类似前三点式。
起落架的结构型式
四、外伸式起落架
特点: 优点: 避免中、上单翼的飞机主 起落架较长、较重、收藏不 便等困难。
缺点: 1)斜撑杆式的支柱受很大弯 矩; 2)收放机构复杂,重量大。
米格-23
起落架的结构型式
四、外伸式起落架
起落架的结构型式
五、多轮式起落架
1. 目的
• •
减小机轮对地面压力,提高飞机的漂浮性; 避免机轮过大难以收藏。
起落架的结构型式
二、简单支柱式和撑杆支柱式起落架
3. 支柱式起落架特点
缺点:
1)不利于吸收前方来的撞击,通常 将支柱前倾一个角度,但在受 垂直撞击时会受到附加弯矩。 2)由于减震支柱受弯,密封性较差 ,减震器压力受到限制,初始 气压约3Mpa,最大许可压力一 般在10Mpa。因而行程较大,支 柱较长,重量增加。
起落架的布置形式
2. 前三点式 滑跑方向稳定性: 两主轮上的摩擦力合力 绕飞机重心的力矩将减小偏 向,使飞机转回原来方向滑 跑。
起落架的布置形式
2. 前三点式 着陆刹车: 飞机质心离前起落架很远。
起落架的布置形式
3. 自行车式 该种布置形式为特定布局的飞机 所采用,如“鹞”式战斗机。 协调货舱(弹舱)或动力装置、上 单翼和起落架之间的布置关系。
安-225重型运输机
起落架结构型式
五、多轮式起落架 2. 类型
• •
•
小车式(4、6轮),应用最广泛; 并排布置(4轮),当用于主起时需作特殊设计,以便于转弯,收 放机构比较复杂; 前后串列式。
起落架的受力分析
1、简单支柱式和 撑杆支柱式
起落架的受力分析
1、简单支柱式和撑杆支柱式
支柱式起落架支柱的受载和内力图
起落架的外载荷
4. 静态操纵载荷和地面停放载荷: 飞机在牵引、进入定位常用牵引架对起落架进行 各方向的推、拉、扭、摆,造成静态操纵载荷;飞 机停放并固定在地面时可能会受到的由于大风引起 的系留载荷,等等
起落架的外载荷
5. 起转、回弹载荷: 飞机着陆过程中,在机轮触地瞬间,由于地面摩擦力的作用,产 生使机轮转动的力矩,并使静止的机轮开始滚动并加速,这就是机 轮起转过程。机轮滚动的线速度等于飞机水平速度时,起转过程结 束。 起转过程中出现的最大摩擦力即是起转载荷。 起转阶段中,由于起转载荷的作用,起落架弹性支柱产生向后的 变形,积蓄了变形能。当起转阶段结束时,弹性支柱将变形能释放 出来,产生作用在轮轴上的向前的回弹力,称为回弹载荷。
三、摇臂支柱式起落架
3. 摇臂式起落架特点 优点: 1) 对前方撞击、垂直撞击减震较好 ; 2) 减震器上受到力大于机轮上的力→行程小→起落架高度可较小; 3) 减震器受弯矩小或不受弯矩→减震器密封性好→气体压力大 (50MPa)→行程小→支柱短→起落架高度可较小; 缺点: 1)摇臂受力大且复杂、交点多、协调关系多; 2) 起落架构造和工艺均复杂、重量大、前后尺寸大。 应用: 摇臂式起落架适用于起落架高度较小、着陆速度较大、或使用跑 道较差的飞机,尤其在前起落架上用的较多。