起落架介绍

一、起落架的发展和概述

（一）、起落架的发展演变

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由固定的支架和机轮组成，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（如农-5飞机）。

（二）、起落架的概述

起落架是飞机起飞、着陆、滑跑、地面移动和停放所必须的支撑系统，是飞机的重要部件之一，其工作性能的好坏及可靠性直接影响飞机的使用和安全。通常起落架的质量月占飞机正常起飞总重量的4%—6%，占结构质量的10%—15%。飞机上安装起落架要达到两个目的：一是吸收并耗散飞机与地面的冲击能量和飞机水平能力；二是保证飞机能够自如二又稳定地完成在地面上的各种动作。为适应飞机在起飞、着陆滑跑和地面滑行的过程中支撑飞机重力，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受相应的载荷，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。此外还包括承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。对于在雪地和冰上起落的飞机，起落架上的机轮用滑橇代替。

二、飞机起落架的布置形式及设计要求

（一）、起落架的功用和组成

飞机起落架的功用可分为四点：

（1）起落架是供给飞机起飞、着陆时在地面上滑跑、滑行和移动、停放使用的。（2）承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力。

（3）承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击能量、颠簸能量和水平动能。

（4）飞机在滑跑与滑行时的制动和操作，自如而稳定的完成地面的各种动作。

飞机起落架的组成：

飞机的起落架包括了众多结构和复杂总和装置系统。起落架的结构包括减震系统、支力支柱、撑杆、机轮、刹车装置、防滑控制系统、收放机构、电气系统、液压系统、收放运动锁定及位置指示装置、操纵转弯机构、起落架舱门及其收放机构等组成。客机前起落架的机构如图。

起落架机构结构图

1—减震支柱，2—横梁，3—接头，4—斜撑杆，5—收放作动筒，6—下位锁，7—减摆器，8—回转下箍，9—活塞杆，10—支柱下接头，11—机轮，

12—轮轴，13—摇臂，14—支臂，15—下曲柄，16—上曲柄，17—上位锁，18—转弯作动筒。

(二）、起落架的布置形式

根据飞机起落架的布局方案，归结为有四种形式：后边三点式、前三点式、自行车式和多支点式。

20世纪40年代以前广泛采用后三点式，但这种形式，现在主要用于体育运动飞机和农用飞机（农—5）。现在飞机广泛采用的前三点式起落架，随着飞机质量和飞行速度的并不断提高，为了进一步分散接地载荷和提高飞机的漂浮性，现在大型运输机和客机都采用了多支点式起落架。自行车式起落架很少用，如有用则用于垂直起降的飞机。

（1）后三点式起落架

后三点式起落架很少用，现在多用于农用飞机、体育运动飞机和小型低速飞。后三点式飞机的起落架布局是两个主起落架布置在飞机的质心之前，并靠近质心，尾轮远离质心，布置在飞机尾部（如图）。在停放时，约90%的质点落在主起落架上，二约10%的由尾部轮支撑。其缺点主要有以下几点：

a）地面滑跑是方向稳定性差；

b）着陆速度大，主起落架的冲击力大使飞机抬头迎角增大，会引起“跳跃”现象；

c) 由质心离前轮（或主轮）较近，防倒立角小，强力刹车会引起“翻到”现象。因此滑跑距离较大，在着陆时前视线界差，着陆困难。

后三点式飞机（农-5)

结构简图

(2) 前三点式起落架

现在大多数飞机都采用前三点式起落架，其两个主轮布置在飞机质心稍后，前轮布置在飞机头部的下方，具有滑跑方向稳定性，着陆时，大力刹车不会出现翻到现象，缩短了着陆滑跑距离，当在大速度小迎角着陆时，不会出现跳跃现象。其优点是在飞机起飞滑跑的阻力小，起降滑行距离短，视界好，乘坐舒适，避免了发动机喷发出的燃气损坏跑道。缺点是前起落架较大，受力大，在告诉滑跑会出现扳动现象。在告诉转弯时，如果轮距不够大，则可能出现侧翻。其结构如图。

J20

结构简图

（3）自行车式起落架

现在的飞机很少用自行车式起落架，它是将两个主起落架布置在机身轴线下离质心较远的地方，前后各一个主轮且在轴线上，通常还在翼尖处各安装一个辅助轮，为了防止飞机在滑行中和停放时倾斜。由于翼尖较薄，使辅助轮收放是

可能突出机翼表面，增大阻力，并且构造复杂，质量大。结构如图：

自行车式起落架

（4）多支点式起落架

现在一般重型运输机和客机都采用多支点式起落架。飞机的质心附近布置甚至更多支柱，同时每个支柱上采用小车式轮架，每个轮架上安装4至8个机轮。其目的是分散接地载荷，减小每个支柱的受力。其结构如图：

S表示单轮,T表示双轮,ST表示双轮串列。T—50表示50,0001b(约22.5t),TT —100表示100,0001b（约44.4t)。

A380

（三）、起落架的设计要求

起落架结构设计的一般要求：

（1）是在保证起落架结构的刚度、强度和一定寿命的前提下要求质量最轻。

（2）要求使用维护方便，易于检查、修理和更换,及寿命要求。

( 3 ) 空气动力、工艺性和经济性等要求。

( 4 ) 在起飞，降落过程中吸收一定的能量和承载载荷；

( 5 ) 在滑行，离地和接地时飞机的任何部位不能触击地面,不允许发生不稳定现象，特别是在最大刹车，高速滑行和侧风着陆。

起落架因满足与其自身功能相关的要求：

（1）地面运动要求，起落架应保证飞机在地面运动时有良好的稳定性、可操作性和适应性。

（2）减震要求，起落架要有很好的吸收和耗散撞击载荷和能量。

（3）机轮和刹车要求，起落架应有良好的刹车性能，以减小着陆滑跑距离，因此刹车装置必须可靠最大刹车力应与跑道表面粗糙度相配合。

（4）漂浮要求，起落架应有良好的漂浮性，保证飞机在预定的跑道上顺利起降。

（5）收放要求，在收起和放下过程中，应有可靠地锁定装置（上位锁和下位锁），收放空间尽可能的小，收放机构受力要均匀。

（6）防护要求，在特定温度、湿度、振动、尘埃、盐雾等环境中，要求密封性好，抗腐蚀性好。

三、起落架的结构形式和受力分析