1、飞机构造学北京航空航天大学,第4章 起落架系统,概述,起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。,在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都是固定的，这样对制造来说不需要有很高的技术。当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步
2、提高。因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如蜜蜂系列超轻型飞机）,概述,起落架主要功用在飞机滑跑、停放和滑行的过程中支撑飞机，同时吸收飞机在滑行和着陆时的震动和冲击载荷。起落架的组成由承力结构、缓冲装置、滑行装置、减速装置、收放机构和转弯机构等组成。,1. 轮式起落架
3、,2. 滑橇轮式起落架,3. 浮筒式起落架,4. 其它形式的起落装置：弹射装置，空中投放，降落伞回收，气垫回收等,一、起落架的类型,可收放式,固定式,起落架的组成：现代飞机的起落架不仅是飞机结构的一部分,而且是是一个包含众多机构和系统的复杂综合系统。,二、起落架的功用和组成,起落架的质量通常占飞机结构质量的10%15%，占飞机起飞总质量的4%6%。 机翼占飞机结构质量的30%50%；占整个飞机质量的8% 15%。 机身占飞机结构质量的8%15%。,一般要求：重量要求使用、维护方便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。 特殊要求：,三、起落架的设计
4、要求,1地面运动要求 2缓冲和消振要求 3刹车要求 4通过（漂浮）性要求 5收藏要求 6防护要求,一、着陆过载 起落架及其连接部分结构的载荷是用着陆过载来确定的。 起落架所受的着陆载荷与停机载荷之比称为着陆过载。,二、起落架的外载荷,起落架的外载荷,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： 着陆撞击载荷 滑跑冲击载荷 刹车载荷 地面静态载荷,2. 滑跑冲击载荷 3. 刹车载荷,1. 着陆撞击载荷,垂直方向的过载：战斗机为35，小型多用途飞机为23，运输机为0.71.5； 在不光滑的跑道上粗暴着陆时，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0.31.0。,按机轮支点的数目和位置可分为：,后三点 前三点 自行车式 多点式,起落架的配置形式,后三点式飞机重心在两个主轮之后； 前三点式飞机重心在两个主轮之前；多支点式除在机翼下配置主起落架，还在机身下配置主起落架； 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。,后三点式起落架：这种起落架有一个尾支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之后。后三点式起落架多用于低速飞机上，因此在四十年代中叶以前曾得到广泛的应用。目前这种形式的起落架主要应用于装有活塞式发动机的轻型、超轻型低速飞机上。,后三点式起落架优点： 在飞机上易于装置尾轮。与前轮相比，尾轮结构简单，
6、尺寸、质量都较小。 正常着陆时，三个机轮同时触地，这就意味着飞机在飘落(着陆过程的第四阶段)时的姿态与地面滑跑、停机时的姿态相同。也就是说，地面滑跑时具有较大的迎角，因此，可以利用较大的飞机阻力来进行减速，从而可以减小着陆时和滑跑距离。因此，早期的飞机大部分都是后三点式起落架布置形式。,后三点式起落架缺点：大速度滑跑时，遇到前方撞击或强烈制动，容易发生倒立现象(俗称拿大顶)。因此为了防止倒立，后三点式起落架不允许强烈制动，因而使着陆后的滑跑距离有所增加。 如着陆时的实际速度大于规定值，则容易发生“跳跃”现象。因为在这种情况下，飞机接地时的实际迎角将小于规定值，使机尾抬起，只是主轮接地。接地瞬间
7、，作用在主轮的撞击力将产生抬头力矩，使迎角增大，由于此时飞机的实际速度大于规定值，导致升力大于飞机重力而使飞机重新升起。以后由丁速度很快地减小而使飞机再次飘落。这种飞机不断升起飘落的现象，就称为“跳跃”。如果飞机着陆时的实际速度远大于规定值，则跳跃高度可能很高，飞机从该高度下落，就有可能使飞机损坏。 在起飞、降落滑跑时是不稳定的。如过在滑跑过程中，某些干扰(侧风或由于路面不平，使两边机轮的阻力不相等)使飞机相对其轴线转过一定角度，这时在支柱上形成的摩擦力将产生相对于飞机质心的力矩，它使飞机转向更大的角度。 在停机、起、落滑跑时，前机身仰起，因而向下的视界不佳。,前三点式起落架： 这种起落架有一
8、个前支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之前。前三点式起落架是目前大多数飞机所采用的起落架布置形式，与后三点式起落架相比较，前三点式起落架更加适合与高速飞机的起飞降落。,前三点式起落架优点： 着陆简单，安全可靠。若着陆时的实际速度大于规定值，则在主轮接地时，作用在主轮的撞击力使迎角急剧减小，因而不可能产生象后前三点式起落架那样的“跳跃”现象。 具有良好的方向稳定性，侧风着陆时较安全。地面滑行时，操纵转弯较灵活。 无倒立危险，因而允许强烈制动，因此，可以减小着陆后的滑跑距离。 因在停机、起、落滑跑时，飞机机身处于水平或接近水平的状态，因而向下的视界较好，同时喷气式飞机上的发动机排出的燃气
9、不会直接喷向跑道，因而对跑道的影响较小。,前三点式起落架缺点： 前起落架的安排较困难，尤其是对单发动机的飞机，机身前部剩余的空间很小。 前起落架承受的载荷大、尺寸大、构造复杂，因而质量大。 着陆滑跑时处于小迎角状态，因而不能充分利用空气阻力进行制动。在不平坦的跑道上滑行时，超越障碍(沟渠、土堆等)的能力也比较差。 前轮会产生摆振现象，因此需要有防止摆震的设备和措施，这又增加了前轮的复杂程度和重量。,1方向稳定性 2可小于着陆迎角高速着陆 3滑跑时不会出现“倒立” 4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气流烧坏跑道,前三点式和后三点式的比较,由于现代飞机的
10、着陆速度较大，并且保证着陆时的安全成为考虑确定起落架形式的首要决定因素，而前三点式在这方面与后三点式相比有着明显的优势，因而得到最广泛的应用。所以，后三点式起落架的主导地位便逐渐被前三点式起落架所替代，目前只有一小部分小型和低速飞机仍然采用后三点式起落架。,自行车式起落架：这种起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外，还具有翼下支柱，即在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。 优点： 解决了部分飞机主起落架的收放问题 无论是前三点式起落架还是后三点式起落架，其主轮都是布置在机翼下方，因此飞行时都将主轮收入机翼内。但有一些飞机的机翼非常薄，或者是布置了其它结构设备，因此难于将主起落架收入机翼内，这
11、种飞机（特别是采用上单翼的轰炸机）往往采用自行车式起落架，如美国的B-52等。由于自行车式起落架的两个主轮都在机身轴线上，飞行时直接收入机身内，而只在左右机翼下各装一个较小的辅助轮。,自行车式起落架缺点： 前起落架承受的载荷较大，而使尺寸、质量增大。 起飞滑跑时不易离地而使起飞滑跑距离增大。为使飞机达到起飞迎角，需要依靠专门措施，例如在起飞滑跑时伸长前起落架支柱长度或缩短后起落架支柱长度。 不能采用主轮刹车的方法，而必须采用转向操纵机构实现地面转弯等。由于以上的不利因素，除非是不得以，一般不采用自行车起落架。目前仅有少数飞机采用这种起落架布局形式，如美国的“海鹞”AV-8垂直起降战斗机等。,多
12、支柱式起落架：这种起落架的布置形式与前三点式起落架类似，飞机的重心在主起落架之前，但其有多个主起落架支柱，一般用于大型飞机上。如波音747客机、C-5A(军用运输机（起飞质量均在350吨以上)以及苏联的伊尔86旅客机(起飞质量206吨)。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。,总结：在这四种布置形式中，前三种是最基本的起落架形式，多支柱式可以看作是前三点式的改进形式。目前，在现代飞机中应用最为广泛的起落架布置形式就是前三点式。,起落架结构类型,构架式 用于小型低速飞机，由一个缓冲支柱和两根撑杆组成空间 铰接结构使机轮定位。1、优点： 各构件在使用中只承受轴
13、向力，结构重量轻。 2、缺点： 起落架尺寸大，不能收放。,起落架结构类型,支柱套筒式（现代飞机主起落架采用） 支柱是由外筒和活塞杆套接起来的缓冲支柱，支柱上端直 接固接到飞机结构上。 分为张臂式和撑杆式 1、优点： 容易收放。 2、缺点： 承受水平撞击载荷时缓冲性能较差； 密封装置容易受到磨损。,起落架结构类型,摇臂式 机轮通过摇臂铰接在支柱和缓冲器下，可分为三种类型。 1、优点：既能够很好地承受水平撞击，又便于收放。 2、缺点：重量大，结构复杂，缓冲器和铰接点受力过大。,滑行装置,不同的场地起降，需要采用不同形式的滑行装置。 滑行装置形式：轮式 滑橇 浮筒,滑行装置,轮式滑行装置 轮式滑行装
14、置应用得最广泛，结构最复杂。半轴式、半轮叉式和轮叉式 只适用于轻型飞机及早期飞机。,滑行装置,双轮式 继承了半轴式起落架的优点，克服了其缺点。 适用于中型飞机主起落架，中型和重型飞机前起落架。,滑行装置,小车式 结构： 缓冲支柱的下端与装有四个或更多机轮 的轮架铰接，轮架上安装轮架俯仰稳定 缓冲器。 优点： 1.通过增加机轮数量达到减轻机轮对地面压力的作用。 2.可减小飞机在起飞和着陆期间机尾触地的风险。,起落架缓冲装置的功用,吸收着陆撞击动能 减小着陆撞击力 消耗着陆撞击动能 减弱飞机着陆后的颠簸振动,飞机着陆缓冲原理,延长飞机着陆垂直分速的消失时间 减小着陆撞击力 消耗吸收的能量 减弱飞机
15、的颠簸振动,缓冲装置,缓冲原理 通过产生尽可能大的弹性变形来吸收撞击动能，延长撞击时间，减小飞机所受撞击力。利用摩擦热耗作用尽快地消散能量，使飞机接地后的颠簸跳动迅速停止。,飞机着陆缓冲装置,缓冲器/支柱 轮胎,对缓冲装置的要求,吸收能量的能力足够 消耗能量的能力尽量大 受载随压缩量增大而增大 具有承受连续撞击的能力 性能稳定 缓冲器密封性好 缓冲器摩擦阻力小,油气式缓冲支柱,油气式缓冲支柱的结构,油气缓冲支柱构造 外筒 节流孔支撑管 充气阀 密封装置 内筒 调节油针 轴承 浮动式阻尼阀 排油管及排油阀,油气缓冲器,油气式缓冲支柱,油气式缓冲支柱的工作过程 压缩行程 动能转换为气体压缩能和热耗
16、散 伸张行程 气体压缩能转换为飞机位能和热耗散 重复压缩、伸张行程直至着陆撞击动能全被耗散掉。,油气式缓冲支柱,工作原理 利用气体压缩吸收着陆撞击动能减小撞击力； 利用油液高速流过小孔产生的摩擦热耗散能量减弱颠簸跳动。,油气式缓冲支柱,缓冲性能 减小撞击力 与气体抗压缩的作用力P气有关 减弱颠簸跳动 主要与油液流过小孔的摩擦力P油有关,油气式缓冲支柱,缓冲性能的调节 主要通过改变通油孔面积进行调节 在压缩初期可能出现“载荷高峰”； 安装通油孔面积调节装置，兼顾减小撞击力与增大热耗散。,油气式缓冲支柱,缓冲支柱充气压力和灌油量对支柱性能的影响 充气压力过高或灌油过多 缓冲支柱变“ 硬”，受载增大
17、 充气压力过低或灌油过少 缓冲支柱变“ 软”，吸收着陆撞击能的能力可能不够，导致刚性撞击。,油气式缓冲支柱,油气式缓冲支柱的飞前检查 缓冲支柱压缩量是否正常； 两边支柱压缩量是否对称； 缓冲支柱是否漏油； 缓冲支柱有无明显损伤等。,轮胎缓冲,轮胎的缓冲作用 轮胎变形吸收撞击动能； 轮胎变形热耗散振动能量。,轮胎缓冲,轮胎受载的影响因素 着陆重量 着陆重量大则受载大 轮胎变形 轮胎变形力随橡胶的老化程度而减小,轮胎缓冲,轮胎受载的影响因素 轮胎充气压力 充气压力太高 胎面磨损大 着陆易爆胎 充气压力太低 胎侧磨损大； 轮胎受力变形大，变形热多，易导致轮胎过热； 轮胎与轮毂容易相对滑动（错线），从
18、而导致有内胎轮胎充气嘴切断。,轮胎过热,轮胎过热 是指轮胎工作温度过高 轮胎过热的危害 轮胎充气压力增大； 轮胎受载强度降低； 轮胎加快老化； 易脱层、剥离、爆破等。,轮胎过热,导致轮胎过热的热源 轮胎变形热； 地面摩擦热； 刹车装置的摩擦热。,防止轮胎过热的措施,结构上 通风式刹车盘； 刹车风扇； 轮毂上装易熔塞； 电子轮温监控装置。,防止轮胎过热的措施,使用上 逆风起降少用刹车； 过站时间按规定，待轮胎充分散热； 跑道长度允许时刹车不要太快； 防止机轮产生严重滑动现象。,防止轮胎过热的措施,注意 轮胎充气压力不能太低； 不能用放气的方法降低轮胎过热时的压力。,起落架载荷,停机载荷 飞机停放
19、所受地面反作用力 着陆撞击载荷 着陆接地所受地面反作用力 滑跑撞击载荷 飞机滑跑时所受迎面撞击力 刹车载荷 刹车时地面摩擦力 滑行载荷 地面摩擦力和转弯反力矩,起落架过载,起落架过载 起落架某方向所受的载荷与停机载荷的比值。,起落架严重受载情况,垂直载荷严重情况 飞机着陆高度大； 下滑速度大； 接地角大； 重量大； 缓冲支柱“ 硬”。,起落架严重受载情况,水平载荷严重情况 踩着刹车接地； 重着陆； 粗猛刹车； 受迎面撞击。,起落架严重受载情况,侧向载荷严重情况 飞机侧滑接地； 大速度滑行中急转弯； 小速度原地转弯。,4.3 起落架收放系统,收放系统,设置收放系统可减小飞行阻力； 现代飞机起落架
20、一般以液压为正常收放动力源，以液压、冷气或电力作为备用动力源； 起落架收放系统能否正常工作直接影响到飞机和旅客的安全。,4.3.1 起落架的收放形式,前起落架的收放比较简单，总是向前或向后收进机身。主起落架的收放大致可分为沿翼展方向收放和沿翼弦方向收放两种。,4.3.2 对起落架收放系统的要求,收放起落架所需要的时间应符合要求；保证起落架在收上和放下时都能可靠地锁住，并能使驾驶员了解起落架收放情况。,4.3.3 起落架液压收放系统的 主要组成部件,包括起落架选择活门、收放作动筒、收上锁及放下锁作动筒、起落架舱门作动筒、主起落架小车定位作动筒及小车定位往复活门、液压管路等,起落架选择活门：由起落
21、架收放控制手柄作动，其作用是将收放的机械信号转换成液压信号，引导液压油通到起落架收放管路，从而实现起落架的液压收放。,主起落架舱门作动筒：利用液压打开及关闭主起落架舱门，且锁定舱门在关闭位置。小车定位往复活门：将起落架收上或放下管路的压力输送到小车定位作动筒。主起落架小车定位作动筒：增压时可使前机轮轴升起以使起落架顺利收进轮舱。,主起落架舱门顺序活门：有三个位置“OPEN” “TRASIT”和“CLOSED”，由舱门作动筒作动。 收上锁顺序活门及放下锁顺序活门：分别由收上锁和放下锁作动筒作动。,4.3.4 起落架收放系统的 工作过程,起落架放下过程 飞行员把起落架收放控制手柄移动到“DOWN”
22、位置，选择活门将液压油输送到起落架放下管路，起落架收上管路通回油。 1.开起落架舱门 2.开起落架收上锁 3.放起落架并锁好 4.关起落架舱门,4.3.5 起落架收放位置锁,1.挂钩式,2.撑杆式,4.3.6 应急放起落架系统,4.3.7 起落架安全收放措施,1.地面机械锁,2.起落架收放手柄电磁锁 3.起落架收放手柄机械锁 4.控制收放电路,4.3.8 起落架位置信号,1.电气信号 2.音响警告信号 3.机械指示信号,收放指示,位置指示系统 包括灯光指示和机械指示 灯光指示 绿色信号灯指示起落架放下并锁定； 红色信号灯作为位置指示时表示起落架收放手柄的位置与起落架位置不一致，即起落架在运动中
23、； 红绿信号灯全部熄灭表示起落架收上并锁定。,灯光型位置指示（英美制飞机）,绿灯（常为3个）亮，表示相应起落架放下锁好 红灯（3个或1个）亮，表示起落架位置与起落架收放手柄位置不一样。例如：正常收放过渡或起落架故障不能达到手柄要求位置时，红灯都会亮 收上锁好红、绿灯全灭 前苏联的某些飞机，用红灯表示收上锁好， 全灭表示过渡或不一致,收放指示,收放指示,机械指示 用来指示起落架是否放下锁定。主起落架下位锁机械指示信号：在侧撑杆关节处涂一条红色线，当起落架放下锁定时，观察到一条红色实线，而当此线变为虚线时，表示起落架没有可靠锁定。 可由副驾驶（或随机工程师）通过目测观察。,转弯系统,用途 起落架的
24、前轮转弯系统为飞机在地面机动滑行时提供方向控制。,飞机转弯操纵,操纵飞机在地面转弯的方式有两种： 通过主轮单刹车或调整左右发动机的推力（拉力），使飞机转弯。适用于轻型飞机； 通过前轮转弯机构，直接操纵前轮偏转，使飞机转弯。适用于中型及以上飞机；另外，有些重型飞机在转弯操纵时，主轮也会配合前轮偏 转，提高飞机的转弯性能。,飞机转弯操纵,机械液压转弯系统 组成 输入机构； 传动钢索； 转弯计量活门； 转弯作动筒； 转弯套筒； 反馈钢索。,飞机转弯操纵,主轮转弯操纵 为减小重型飞机转弯时主起落架所受侧向载荷，减轻轮胎所受的刮擦损伤，设置主起转弯系统。同时，可减小转弯半径。高速滑行时自动锁定。 主轮转
25、弯形式 利用转向作动筒驱动主轮小车的后两个机轮转弯； 旋转主轮小车整体转弯。,飞机地面转弯的方法,前轮（或尾轮）偏转 不对称刹车 不对称推力(多发飞机),1 前轮转弯操纵,前轮转弯系统用于现代飞机在地面滑跑时的方向控制。 根据控制信号不同，飞机的前轮转弯系统分为两种类型:机械液压转弯系统（钢索、拉杆）电子液压转弯系统（电信号）,1 前轮转弯操纵,机械液压转弯系统： 采用转弯子轮(手柄)或方向舵脚蹬作为输入，通过钢索（或拉杆）将转弯操纵信号传递到转弯计量活门（或分配装置），转弯计量活门将液压动力输送到转弯作动筒，驱动前轮转弯。 前轮转动时，通过转弯套筒上的反馈钢索将机轮位置信号提供给转弯计量活门
26、，实现手轮或脚蹬对前轮的伺服控制。,1 前轮转弯操纵,转弯作动筒： （1）推拉式转弯作动筒: 转弯时，一个作动筒推，另一个作动筒拉，驱动转弯套筒转动。 （2）齿轮齿条式转弯作动筒 如空客320系列、空客300系列,（1）推拉式转弯作动筒:,（2）齿轮齿条式转弯作动筒,1 前轮转弯操纵,中立减摆功能： 转弯计量活门（或分配装置）处于关闭状态，转弯系统处于减摆状态。,2 主轮转弯操纵,对于某些重型飞机，为减小飞机转弯时主起落架所受侧向载荷，减小因主轮侧滑而造成的轮胎刮擦损伤，其主起落架也可以转弯。 主起落架转弯还可以使飞机减小转弯半径，减小操纵飞机转弯时的力。,2 主轮转弯操纵,两种形式: 一种是
27、利用转向作动筒驱动主轮小车的后两个机轮转弯;,2 主轮转弯操纵,两种形式: 一种是旋转主轮小车整体转弯。,前轮稳定距,获得稳定距的构造形式 前起落架支柱向前倾斜安装； 利用轮叉或其他构件将前轮向后伸出； 综合以上两种方法。,飞机地面转弯的要求及问题,要求 前轮(或后三点飞机的尾轮)必须可以偏转。 问题 稳定性问题 前轮空中定位问题 摆振问题,前三点起落架前起落架特点,有稳定距 有前轮中立机构 有减摆装置 有前轮转弯机构,前轮稳定距,概念 前轮接地点到前轮偏转中心线的距离 作用 保证滑跑方向稳定 帮助前轮偏转,前轮中立机构,功用 飞机离地后使前轮自动回中立位置，便于起落架收放和着陆对正滑跑方向。
28、,前轮中立机构,形式 凸轮式,前轮中立机构,滚轮+弧形槽,前轮摆振,前轮摆振 当飞机高速滑跑时，前轮产生S形轨迹的高频自激振动。 产生时机 起飞滑跑末期 着陆滑跑初期,前轮摆振,危害 加速轮胎磨损 导致构件疲劳 引起仪表振动 方向控制困难 原因 前轮可偏转 结构和轮胎弹性变形 各种传动间隙,前轮摆振,减摆器工作原理 利用油液高速流过小孔摩擦生热消耗摆振能量，减小或防止摆振。,前轮转弯系统,功用： 按操纵使前起落架产生偏转，保证飞机地面运动的方向控制。 型式 机械传动式 液压传动式,机械传动式前轮转弯系统,由方向舵脚蹬控制 对可收放式起落架，只有起落架放下，前轮才与方向舵脚蹬关联。,液压传动式前
29、轮转弯系统,系统组成 操纵装置 转弯手轮：顺时针转动，飞机也顺时针转动；反之，亦然。 方向舵脚蹬：蹬左舵，飞机向左偏转；反之，亦然。 传动装置 反馈装置：感受前轮偏转角度 安全限动装置,液压传动式前轮转弯系统,型式 单动作筒液压驱动前轮转弯系统 双动作筒液压驱动前轮转弯系统 注意： 液压驱动的前轮转弯系统在不操纵时通常能起减摆器作用。,飞机地面转弯操纵,飞机地面转弯的方法 前轮偏转 不对称刹车 不对称推力(多发飞机) 拖车或人工牵引,飞机地面转弯操纵,前轮转弯系统的使用 机械传动式前轮转弯系统 由方向舵脚蹬控制，无需特别控制。,飞机地面转弯操纵,前轮转弯系统的使用 液压传动式前轮转弯系统 脚操
30、纵偏角小，用于高速滑跑修正方向； 手操纵偏角大，用于低速滑行转弯； 手操纵与脚操纵的关系； 飞机离地，前起落架支柱伸长，前轮转弯液压断开，由中立机构使前轮回中立。,本节小结,基本概念前轮摆振、前轮稳定距 基本问题 前起落架特殊装置及其功用。 前轮稳定距、前起落架中立机构、转弯机构的功用？ 前轮摆振发生阶段？ 转弯传动的类型？ 现代客机前轮转弯操纵方式？,刹车装置,刹车减速原理 飞行员操纵刹车时,利用油液或气体推动刹车盘上的刹车片，使它紧压在轮毂内的刹车套上，或者使刹车片与刹车片紧压在一起。由于摩擦面之间的摩擦作用，增大了阻止机轮滚动的力矩，所以机轮在滚动中受到的地面摩擦力显著增大，飞机的滑跑速
31、度随之减小，这时飞机沿水平方向运动的动能，主要是通过刹车装置摩擦面的摩擦作用，转变为热能而逐渐消散掉的。飞行员刹车越重，进入刹车盘的油液或高压气体的压力就越大，摩擦面也就压得越紧，阻止机轮滚动的力矩越大，因而作用在机轮上的地面摩擦力也越大。,刹车系统概述 主轮刹车正常工作由B系统供压，B系统有刹车蓄压器，可用于停留刹车或当A和B系统无压力时向刹车系统供压。当B系统供压时，人工刹车使用正常刹车计量活门控制刹车压力。 备用工作可由A系统供压。当A系统正常供压而B系统压力低于1500 PSI时，备用刹车选择活门自动选择A系统压力进行备用刹车，由备用刹车计量活门控制刹车压力。从备用刹车选择活门来的压力
32、也通到蓄压器隔离活门，当压力高于1500 PSI时，将蓄压器隔离。 自动刹车由P2板上的电门选择，使用B系统压力，进行内侧和外侧机轮刹车。 在中央操纵台上有停留刹车手柄和停留刹车指示灯，可以进行停留刹车。 为了提高刹车效率，除停留刹车外，其它所有刹车都受到防滞刹车系统的控制。正常刹车和自动刹车由正常防滞活门调节刹车压力，备用刹车由备用防滞活门调节刹车压力。,工作过程 踩下刹车脚蹬，使滑阀缩入，关闭回油管路，打开供油管路，使压力油通到刹车装置，活门开度越大，刹车压力就越大。另外，通过滑阀内的一个通道，刹车压力还通到补偿腔。补偿腔的压力产生恢复力，力图使滑阀伸出，使活门开度减小。此恢复力在刹车脚蹬
33、上产生感觉力，且随刹车压力的增大而增大，当感觉力和驾驶员操纵力相等时，活门开度保持不变，刹车压力恒定。 松开刹车脚蹬时，在补偿腔压力和复位弹簧的作用下，使滑阀伸出，关闭压力油路，打开回油路。当回油路打开时，刹车管中压力下降，从而解除刹车。 在正常刹车时，正常刹车计量活门的刹车压力还通到感觉放大器，可增大脚蹬上的感觉力。 收上起落架时，收上管道的压力进入备用刹车计量活门，自动产生刹车压力，可以使主轮在进入轮舱前停转。,刹车系统工作 人工正常刹车 当液压B系统正常时，踩刹车脚蹬，正常刹车计量活门计量对应的刹车压力到刹车管道，此压力提供到刹车作动筒，压紧刹车组件内的静片和动片，产生刹车力。若刹车压力
34、太大，要产生拖胎时，可由正常防滞活门释放刹车压力。松开刹车脚蹬，正常刹车计量活门释放刹车压力，刹车作动筒在复位弹簧作用下复位，解除刹车。 人工备用刹车 当液压B系统失压、A系统正常时，踩刹车脚蹬，备用刹车计量活门计量对应的刹车压力到备用刹车管道，经换向活门到达刹车作动筒，进行刹车。防滞工作由备用防滞活门完成。每个主起落架的2个机轮的刹车由1个备用防滞活门控制。,自动刹车 在没有踩脚蹬时，如果自动刹车压力控制组件输出了刹车压力，则此压力经换向活门后，进入正常刹车管道，进行刹车。防滞工作由正常防滞活门完成。 停留刹车 当停留刹车施加时，B系统压力或储压器压力经正常刹车计量活门进入正常刹车管道，进行
35、刹车。此时，正常防滞活门的回油路被停留刹车关断活门切断，防滞功能失效，机轮就被刹死。 收起落架刹车 当收上起落架时，起落架收放系统的收上管路压力提供到备用刹车计量活门，使备用刹车计量活门自动输出刹车压力。由于防滞控制组件此时处于抑制状态，备用防滞活门不工作，使得机轮在进入轮舱之前停转。,刹车系统的功用,减速 转弯 制动,对刹车的要求,要求驾驶员正确使用刹车 安全、高效 刹车装置能产生足够刹车力矩； 刹车装置摩擦系数稳定； 刹车装置耐磨性及抗压性好； 刹车冷却性好； 刹车灵敏性好； 刹车制动性能好； 滑行中单刹车转弯好控制。,刹车系统的型式,独立刹车系统 人力驱动 用在小型低速飞机上,刹车系统的
36、型式,液压增压刹车系统 人力和液压一起驱动 用在小型高速飞机上,刹车系统的型式,动力刹车系统 液压驱动，人工或自动控制 用在大中型高速飞机上,刹车装置的类型,弯块式刹车装置 结构简单，重量轻； 磨损不均，刹车效率不高； 早期低速飞机使用。,刹车装置的类型,胶囊式刹车装置 摩擦接触面大，磨损均匀，效率高； 刹车反应慢； 刹车装置不耐高温，易老化； 某些小型低速飞机使用，如运五。,刹车装置的类型,圆盘式刹车装置 单圆盘式 小型低速飞机常用,刹车装置的类型,圆盘式刹车装置 多圆盘式 多个动盘、静盘间隔排列； 机轮转动时，动盘也转动，而静盘不转； 不刹车时，动、静盘之间有一定间隙； 刹车时，多个刹车驱
37、动活塞将动盘、静盘轴向压紧，从而产生刹车力矩。,刹车装置的类型,圆盘式刹车装置 扇形转子式 采用由扇形块组成的通风式刹车盘有利于散热； 现代大型客机常用。,刹车减速原理,刹车减速原理,刹车时机轮所受力矩 滚转力矩：M滚XR 式中X=P 阻滚力矩：M阻=M刹+M轴+Pe 式中： P ：地面支持力 X：地面摩擦力 M刹：刹车产生的摩擦力矩 M轴：轴承摩擦力矩 R ：机轮半径 e ：地面支持力偏心距,刹车减速原理,刹车减速原理 飞机在地面滑跑时，机轮受滚转力矩和阻滚力矩作用; 在一定限度内，滚转力矩随阻滚力矩增大而增大; 刹车时，刹车力矩使地面摩擦力增大，飞机滑跑速度减小; 在一定限度内，刹车越重减
38、速越快，飞机滑跑的大部分能量由摩擦热耗散。,刹车安全高效,几个相关概念: 打滑率 飞机滑跑速度VX与机轮接地点绕轮轴转动线速度VAr之差与飞机滑跑速度VX的百分比 :,刹车安全高效,打滑率和地面摩擦系数的关系,刹车安全高效,几个相关概念: 结合 地面最大摩擦系数 拖胎 机轮与地面发生相对严重滑动的现象 F结合 机轮与地面的最大摩擦力,刹车安全高效,影响摩擦系数的因素： 飞机滑跑速度VX； 跑道道面的材质； 跑道道面粗糙度； 跑道道面污染程度； 机轮打滑率； 轮胎充气压力； 轮胎表面质量。,刹车安全高效,刹车安全高效,影响正压力P的因素： 滑跑速度VX； 飞机重量G； 飞机构型（如襟翼、扰流板位
39、置）。,人工刹车的基本方法,前三点式起落架的飞机： 飞机着陆前轮接地后，随着滑跑速度的减小逐渐增大刹车压力，跑道有水或结冰时则应缓和加压。,人工刹车的基本方法,后三点式起落架的飞机： 飞机着陆接地后，带杆压尾轮，不刹滑跑前半段，待速度减小刹后半段，动作由轻到重莫粗猛。,刹车注意事项,防止刹车过猛导致拖胎和爆胎 正常着陆，当跑道足够长时，可按程序在滑跑高速段不刹车而利用气动阻力和发动机反推力减速，当速度减小到一定值再刹车。,刹车注意事项,当跑道短或着陆重量大、速度高时，飞机接地后应及时采用最佳刹车压力使飞机在最短的距离内停下来（即最高效率刹车过程）。,刹车注意事项,当起飞滑跑中要中止起飞时（如V
40、1前单发），应及时果断地采用最高刹车效率过程使飞机在跑道内停下来。,刹车注意事项,刹车后，应根据刹车能量和外界条件（气温、标高等），按规定等待足够的时间（让刹车和机轮自然冷却）后，才能进行下一次飞行，以防止产生刹车热积聚，导致轮胎过热和爆胎。起落飞行更是如此。,刹车注意事项,滑行速度偏大时，不要一直踩刹车，而应采用较大刹车压力使机轮转速减小，然后松开刹车使之冷却，当机轮转速再次偏高时再刹车减速，然后松开，如此反复。这样不仅有利于刹车散热以减小热积聚，而且可减小刹车磨损，延长刹车寿命，提高刹车经济性。对高性能的碳碳刹车尤为如此。,对刹车的飞前检查,是否有油液泄漏； 刹车管路接头等处是否有腐蚀产物
41、； 管路和刹车装置连接是否可靠； 刹车装置和机轮上是否有油污； 踩刹车是否感觉正常。,防滞刹车系统 1 功用 在任何情况下，提供最大的刹车效率而不发生机轮拖胎。 2 工作原理 防滞刹车传感器（轮速传感器）提供每一个主轮的转速，并输送到防滞刹车控制组件。防滞刹车控制组件对轮速信号进行处理，当感受到轮速过低（或相对过低）或下降过快时，产生校正信号。防滞控制活门根据这些校正信号释放刹车压力，以防止发生拖胎。当轮速提高时，校正信号消失，防滞控制活门关闭（不释压），刹车压力恢复。,当防滞系统感受到机轮减速过快时，信号被传递到扭矩马达。导致喷嘴挡板向压力口运动，一级活门腔压力降低，使二级活门右腔压力下降。
42、此时二级活门左腔压力迫使二级活门右移，使刹车管路通回油，减小刹车压力。二级活门的移动量根据扭矩马达的电流的大小而变化。到扭矩马达的电流越大，二级活门的移动量越大，则释放的刹车压力越多，刹车力越小。 单向活门 在刹车管路与供压管路之间有一个单向活门，用于当刹车计量活门释压时，防止刹车管路液锁。,防滞刹车系统工作过程 A、每个机轮的防滞控制由来自该机轮的轮速传感器信号控制。传感器产生一个与轮速成正比的交流信号，此信号被转换成代表机轮速度的直流信号，此速度信号同基准飞机速度信号比较，比较器输出信号分别送到瞬时控制电路、压力偏置调节电路和超前电路，汇总后的信号送到活门驱动器，产生输出信号到防滞控制活门
43、，调节刹车管路的压力。当轮速低于8 K时，防滞保护退出工作。 B、锁轮保护通过比较内侧（或外侧）的两个机轮的速度来进行。如果一个机轮的速度降低到了另一个机轮速度的40%，则产生控制信号去释放速度较慢机轮的刹车压力。锁轮保护在飞机速度低于18 K时退出工作。 C、当右侧主起落架减震支柱伸出（空中状态），主起落架空地感应继电器的空中信号输送到接地保护电路，刹车压力完全释放。直到空地感应继电器感受飞机在地面或轮速超过70 K时，超控接地保护信号。 D、当刹车系统从正常转换到备用工作时，右起落架的两轮由右备用防滞刹车活门控制，左起落架的两轮由左备用防滞刹车活门控制。备用防滞活门收到的是两机轮中转速较低
44、（或轮速下降较快）的轮子产生的信号。没有接地保护和锁轮保护。,防滞刹车控制面板 位于P2板的右侧。 防滞系统控制电门 正常情况下，电门处于“ON”位，向防滞控制组件提供电源。当把电门扳到“OFF”位时，防滞系统不工作。 防滞不工作（ANTISKID INOP）警告灯 A、任何时候，有下列情况之一，灯亮。 a、传感器断路或短路； b、正常防滞活门断路； c、防滞控制组件失去电源或控制电门放“OFF”位； d、防滞控制组件的正常防滞部分故障； e、停留刹车活门和停留刹车电门不一致； f、空中使用停留刹车。,B、当使用备用刹车或停留刹车时，备用防滞系统也被监控。有下列情况之一，灯亮。 a、备用防滞活
45、门断路； b、防滞控制组件备用防滞部分故障； c、失去故障警告电源。 C、在使用停留刹车时，如果出现过强的接地保护信号或锁轮保护信号，灯亮。 防滞系统功能测试 防滞控制组件里有监控电路和自检电路，在组件前面板上有1个琥珀色灯、2个红色灯、3个绿色灯、1个轮子选择旋钮、5个测试按钮。选定轮子，按压测试按钮，就可以测试对应的电路。其中，琥珀色灯和“ABS”按钮用来测试自动刹车。,防滞刹车,防滞刹车装置的功用 在机轮严重卡滞或打滑率超过规定时解除或调节刹车压力。 防滞刹车装置的分类 电磁阀式与电子式两种。,防滞刹车,电子式防滞刹车装置的工作原理：,刹车液压油,防滞活门,刹车装置,机轮,轮速传感器,防
46、滞控制器,预定打滑率,飞机滑行速度,机轮转速,刹车方式,人工刹车 必须人工输入刹车信号实施刹车； 通常为人工刹车与防滞装置相结合刹车。,刹车方式,自动刹车 飞机接地后，由控制伺服系统按选定的减速率自动提供刹车压力刹车; 人工刹车可超控自动刹车。,刹车方式,备用刹车： 正常供压刹车失效时采用的备用（或应急）供压刹车。,刹车方式,停留刹车： 飞机停放或发动机地面工作时刹住机轮防止飞机滑动。,刹车方式,收轮刹车： 飞机起飞离地收轮时进行刹车，停止机轮旋转。,刹车装置,刹车装置构造 弯块式刹车盘 刹车时，高压油液推动动作筒内的带杆活塞，使弯块压住刹车套,利用弯块与刹车套之间的摩擦力，形成刹车力矩。解除
47、刹车时，压力消失，弹簧将弯块拉回到原来位置。,刹车装置,胶囊式刹车盘 刹车时，高压油液进入胶囊，使胶囊鼓起，把刹车片紧压在刹车套上 ，产生摩擦力，形成刹车力矩。解除刹车时，胶囊收缩，刹车片靠弹 簧片的弹力，恢复到原来位置。,刹车装置,圆盘式刹车装置 圆盘式刹车装置可在不增大结构尺寸的情况下提供更大的摩擦面积，以得到更高的刹车效率，满足现代大型飞机着陆减速的需要。 分为单盘式刹车和多盘式刹车 多盘式刹车的组成 刹车活塞壳体 容纳：刹车作动筒（活塞）刹车间隙自动调节器刹车磨损指示销刹车作动筒放气活门刹车温度传感器,机轮,机轮由轮毂和轮胎组成，用来支撑飞机的重量，减少飞机在地面运动的阻力，吸收飞机着
48、陆和地面运动时的一部分撞击 能量。 刹车装置 可用来缩短飞机着陆的滑跑距离，并使飞机在地面具有良 好的机动性。,机轮,轮毂 轮毂主要有三种类型： 固定轮缘式轮毂 可卸轮缘式轮毂 分离式轮毂,机轮,固定轮缘式轮毂 必须配合有内胎轮胎； 在装配轮胎时存在一定的困难； 用在早期飞机以及某些轻型飞机上。,机轮,可卸轮缘式轮毂 由轮毂本体、可拆卸式轮缘和轮缘固定卡环构成； 一旦卡环出现缺陷，机轮容易爆胎，对设备和人员造成伤害； 拆卸前须彻底放气，充气时做好防护措施。,机轮,分离式轮毂 由内、外侧半轮毂通过高强度连接螺栓和自锁螺帽连接，两个半机轮的分离处装有“O”型密封圈； 配合无内胎轮胎使用； 轮毂上装
49、有热熔塞和释压活门，内侧半轮毂上装有隔热护套；,机轮,轮胎 作用 支持飞机重量； 缓冲飞机着陆和滑行过程中的冲击； 产生飞机的制动力。 类型 分为有内胎和无内胎轮胎 无内胎轮胎可配合分离式轮毂使用，此外，无内胎轮胎的重量更轻，轮胎刺穿后渗漏损失小，机轮滑跑时轮胎温度可下降约10。,机轮,轮胎的构造 主要由胎面、帘线、胎体侧壁、胎缘和轮胎内层构成。,4.7 起落架系统主要维护工作,1.缓冲支柱的灌充 缓冲支柱内的充填液除了有液压油，还加入了重型润滑油,2. 动力刹车系统排气 刹车系统中含有空气，会使刹车松软。所以应进行排气。 刹车系统的排气方法主要有两种： 1）重力放气法（现代飞机广泛采用） 2）压力放气法,3. 机轮的维护工作,
