飛機前起落架結構設計

8．7前起落架的設計特點為了保證飛機在地面運動時有足夠的滑跑穩(wěn)定性，前輪應能繞支柱軸線自由定向旋轉，因此在設計時要附加某些裝置．一、前輪的自由定向及偏轉操縱裝置由于飛機在地面運動時要求靈活穩(wěn)定，當飛機受到側向力（如側風、單邊主輪受撞擊等）而使機頭偏向時，前輪應能自動轉回原方向，并使飛機也e9較方便地轉回原方向滑跑，面不致越偏越大，這是地面方向穩(wěn)定性對前輪的要求．即便是方向穩(wěn)定性好的前三點配置形式，如果將前輪固定死，則前輪處的摩擦力也將產生一定的不穩(wěn)定力矩，使機頭有越偏越大的趨勢（圖8．37）。另外，地面滑行剎車轉彎時（如剎住一側主輪）也需前輪能自由＜，轉以減小轉彎半徑。因而現(xiàn)代飛機的前輪都不固定鎖死，而有一定的偏轉自由度，其最大值已。由所需的最小轉彎半徑來定，即一般已，=~50'。此外，為使前輪能自動轉回飛機的前進方向，這就須將前輪放在支柱軸線后一定的距離“廣（稱為穩(wěn)定距）處，這樣，萬一出現(xiàn)偏向，也會很快復原（參見圖8．39）．穩(wěn)定距“廣大一些則穩(wěn)定性好，但對起落架受力不利，一般取，二e.1—o.4D（D為前輪直徑）。為了增大飛機地面運動的靈活性以保證矗小轉彎半徑，有的飛機，特別是大型旅客機，還裝有使前輪偏轉的操縱機構（如圖8.38所示）。IfB.霽誹輪固崖情出別地面運動的矗響z前輪圃疋慣況山…uttffta由楠就匸前槍叮操以魅時情況二、前輪的減擺裝置當前起落架沒有采用合適的減撰措施時前輪可能會出現(xiàn)擺振，即飛機在地面滑跑到一定速度時，能自由偏轉的機輪和支柱的彈性振動與輪面的轉動交織在一起，出現(xiàn)一種劇烈的僻擺振動，它會引起機頭強烈搖晃，這種現(xiàn)象稱為前輪擺振。振動可能越來越厲害，直至支柱折斷，輪胎撕裂，在很短的時間內釀成嚴重事故。產生前輪擺振的原因是由于機輪（連帶支柱）是一個彈性體．當偶然受到外力千擾時（如跑道不平、側風、操縱不當?shù)龋┦箼C輪偏離前進軸線一個距離二（圖8.39）。這時輪面傾斜，輪胎接地部分的形狀變成彎腰形。當飛機繼續(xù)前進時，機輪將一邊《9轉"角；同時由于彈性恢復力的作用，一邊向前進軸線靠近（減小J.當達到八二o,"二Jo時，由于慣性關系，在繼續(xù)往前滾時又出現(xiàn)了一’，同時就又出現(xiàn)了彈性恢復力，而輪胎接地部分變成反的彎腰形，這樣就使得A反向增大，到一厶后又開始減小。與此同時"則從"。減小到零后，又開始反向偏轉。如此反復進行就形成了周期性撂振。在速度較小時，激振的能量小于阻尼能量，擺振將不會產生。但當滑跑速度超過某一速度（稱為擺振的臨界速度vlr）時，激振能量大于阻尼能量，就將產生擺振，并自己激發(fā)成自激振動，越振越烈，A,。與乙。越來越大，直到破壞。擺振臨界速度可用下式估算，陽乩33SS蔣架孌蛇與擺振運動情況陽乩33SS蔣架孌蛇與擺振運動情況團8.朋揺番支柱式旋I起匪架1一減理支柱論一橫鸞宙軸〕”和端F4-側胡揮桿右一應柱的收放柞動筒*吃一鎖的殲扣1丫限甜爲再可持新的軸環(huán)*斤一落埶粹〔減曲克柱的「前一斗片門1-軋子、述一輪軸.13—搖ITJd—犬牙找支荘下郴按頭匸1&.16卜.尸囪柄吆起位量鎖的耳環(huán).ifi-慵轂輪予轉彎的筋圧卡動軸（養(yǎng)作減揺器】rin-搖膏I汕一拉料式中2——穩(wěn)定距r——機輪半徑；J——轉動部分（機輪、輪叉及其他）繞旋轉軸的轉動慣量；K--由試驗確定的輪胎彎曲和扭轉剛度的特性系數(shù)?？梢钥闯?，增大穩(wěn)定距和輪胎剛度將提高擺振的臨界速度。對于現(xiàn)代高速飛機，多裝有專門增加阻尼的減擺器來消減激振的能量，防止擺振的發(fā)生。一般要求振幅應在3s鐘內減到初始幅值的1/3。常見的減擺器有柱塞式（圖8.40）和旋板式（圖8.41）兩種。國匕北柱.嗨式城擺弗I-國匕北柱.嗨式城擺弗I-支桿住施轉脊山--左丁作油臺詁克怵亦一帖塞!RJ^TLl?右■工ff油空.RI8.+1航板式越卷器1強扳*—克體曲一限渡孔沁工作抽京"它們的工作原理都是利用油液高速流過小孔產生阻尼來消耗能量，防止擺振。柱塞式較簡單輕巧，但減擺能力較小，多用在小型高速飛機上。旋板式較大、較重，但減擺能力強，常裝在高速、大型飛機上（如圖8，42）。有時為提高地面轉彎的靈活性而采用可操縱前輪，特別是在一些大型飛機上，為此要增設前輪轉彎操縱機構.如圖8.38所示萊旅客機的搖臂式前起落架，它的操縱作動筒是綜合利用的，當不操縱時它的兩個作動筒就起減擺器的作用。此外，一般說雙輪（如圖8.42）或多輪式起落架，由于整個輪胎系統(tǒng)的剛度較大，當機輪偏轉擺振時地面給予的摩擦力F將構成阻滯擺振的力矩，其y。較高。

IBii.42 決機輪式前晦落舉「-主減擺辭I苦一回—節(jié)龐話門愷型揺橋謁收玻忙詢rar三、前乾糾偏裝置（中立機構）由于前輪需在地面滑行時能左右偏轉，故它不能定位鎖死，因而在離地收藏或著陸放下時很可能偏離中立位置，以致妨礙正常地收起或著陸。為此必須加裝中立機構，以保證前輪離地時析正對前方不偏斜。常見的糾偏裝置有三種形式，1．凸輪式內糾偏裝置（圖8．43）它由裝在減震器內部的上、下凸輪組成。下凸輪固定在減震支柱外筒內的底部，它不能左右轉動和移動；上凸輪則固定在活塞內筒上．當前輪離地時減震器全部伸展，上凸輪楔入下凸輪內，相互吻合，保持了前輪的中立位置。著陸后內苘向上運動，使上凸輪脫開下凸輪的限制，因而不妨礙前輪在地面偏向轉彎。這種形式簡單可靠，故得到廣泛采用。只是減震支柱內部的構造稍復雜些。另外因凸輪占據了部分長度，減震支柱也可能會較長一些。

廚農總凸輪式中立機構I廚農總凸輪式中立機構I一外曲山一上凸輪曲 卜凸惦祖注桿.圖臥制槪棒凸輪式屮立機構I—就特贊諾一曲怵.”凸龜歿置點…軍棒.2．滾棒凸輪式糾偏裝置（圖8．44）它由連接在旋轉臂上的滾棒和固定不動的凸輪等組成。當前輪離地（減震器全伸展）時彈簧張開，拉滾棒落在凸輪的最低凹槽處，使機輪處于中立位置．飛機著陸后在地面轉彎時，由于前輪偏轉的力量較大，能克服彈簧力而使?jié)L棒在凹槽面上演，以保證前輪的偏轉．3．楔桿式外糾偏裝置（圖8．45）它由楔錐、連桿和楔槽等組成．起落架收起時，由于帶楔錐的連桿與起落架的轉軸不同心而產生相對運動，使楔錐逐漸靠近并插入楔槽（它由旋