飞机起落架关键技术分析与研究

飞机起落架关键技术分析与研究

发表时间：2019-07-05T10:16:05.040Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：陈永新[导读] 摘要：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，承受相应载荷的装置，它的设计是飞机设计中最基础的领域之一，也是飞机结构中必不可少的一个部分。

珠海通用航空研发制造基地广东珠海 519040 摘要：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，承受相应载荷的装置，它的设计是飞机设计中最基础的领域之一，也是飞机结构中必不可少的一个部分。为了进一步了解飞机的起落架，本文对目前应用比较广泛的飞机起落架设计的关键性技术进行了分析与研究，以供大众参考。

关键词：飞机起落架；关键技术；分析与研究我国航空事业的发展肯定离不开飞机的发展，而飞机的起落架作为飞机设计最基础的环节之一，其设计与集成技术更是涉及各种各样的工程领域，并且最近几十年变得也越来越复杂。因此，我们有必要对其关键的技术进行分析，以促进我国飞机起落架设计技术的发展。

一、飞机起落架概述

我们都知道，起落架是支撑整架飞机的部件，正是由于这个原因，它已经成为飞机不可缺少的一部分。任何人造的飞行器都有离地升空的过程，而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外，绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。对飞机而言，实现这一起飞着陆功能的装置主要就是起落架。简单地说，起落架有一点像汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能吸收和消耗飞机在着陆时的撞击能量。

飞机起落架主要有四个作用：（1）承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的载荷（2）承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量（3）滑跑与滑行时的制动（4）滑跑与滑行时操纵飞机在过去，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）。

二、飞机起落架的结构

（一）作动筒

作动筒是飞机起落架收放系统中一个重要的组成部分。收放系统一般以液压作为正常收放动力源，以氮气、电起落架收放系统力作为备用动力源。一般前起落架向前收入前机身，而某些重型运输机的前起落架是侧向收起的。主起落架收放形式大致可分为沿翼展方向收放和翼弦方向收放两种。收放位置锁用来把起落架锁定在收上和放下位置，以防止起落架在飞行中自动放下和受到撞击时自动收起。对于收放系统，一般都有位置指示和警告系统。该图（图1）为波音飞机前主起落架的收放系统示意图，图中可以清晰看到其作动筒的具体位置。

（二）减震器

飞机在着陆接地瞬间或在不平的跑道上高速滑跑时，与地面发生剧烈的撞击，除充气轮胎可起小部分缓冲作用外，大部分撞击能量要靠减震器吸收。现代飞机上应用最广的是油气减震器。当减震器受撞击压缩时，气体的作用相当于弹簧，贮存能量。而油液以极高的速度穿过小孔，吸收大量撞击能量，把它们转变为热能，使飞机撞击后很快平稳下来，不致颠簸不止。当减震支柱压缩时，气体受到压缩，吸收能量，起到缓冲减震作用。同时节流孔下面的容积减小，油液必须通过节流孔向上流动。当减震支柱伸长时，气体膨胀，节流孔上面的油液又要通过节流孔向下流动。油液高速流过节流孔时，产生大量的热，起到消耗能量的作用。

（三）机轮和刹车系统机轮的主要作用是在地面支持飞机的重量，减少飞机地面运动的阻力，吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能。主起落架上装有刹车装置，可用来缩短飞机着陆的滑跑距离，并使飞机在地面上具有良好的机动性。机轮主要由轮毂和轮胎组成。刹车装置主要有弯块式、胶囊式和圆盘式三种。应用最为广泛的是圆盘式，其主要特点是摩擦面积大，热容量大，容易维护。

三、飞机起落架的设计

目前市场上存在的飞机起落架布局及设计类型主要有以下几种： 1.前三点式起落架，这种起落架也是目前飞机上运用最广泛的一种。前轮在机头下面远离飞机重心点，可避免飞机刹车出现的危险，两个主轮左右对称，布置在重心稍后处，两轮之间的距离可有效保证飞机在滑行时不出现倾倒的危险情况。缺点就是在不平坦的小道上，跨越障碍的能力较差。

2.后三点式起落架，这种设计方式适用于早期的螺旋飞机。其主要特点是两个主轮在重心的稍前方，尾部的轮子离飞机重心远。这样就会出现当飞机刹车过猛时，有飞机转弯不够灵活的现象出现，可能存在一定危险性。其优点是三个轮能同时触地，增加了飞机停落的稳定性，可以更好利用空气阻力来进行制动等。

3.自行车式起落架，这种设计方式应用的不是太多。它的前轮和主轮布置在飞机两边的对称面，它俩离飞机的重心距离差不多相等。且为了防止飞机在转弯时出现倾倒的情况，飞机的机翼下还设有辅助的小轮，由于这种设计方式在飞机起飞的时候抬头难所以并未广泛使用。

4.多支柱式起落架，这种设计方式在大型飞机上应用较为广泛。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，因此用于大型飞机上。

5.构架式起落架，这种起落架一般应用在过去轻型低速飞机上。但是由于它的收放系统较为复杂，现在的飞机一般都不采用这种起落架了。它主要是通过承力构架将机轮与机翼或者飞机机身相连接起来。承力结构的杠杆一般与减震支柱是相互连接的，它们不会受轴向力的压迫而弯曲，这种设计方式的起落架结构简单，质量小巧，因此大部分应用于小型的低速飞机上。

6.支柱式起落架，这种起落架是现代飞机上广泛采用的形式之一。支柱式起落架的主要特点是将减震器与承力支柱合而为一，机轮直接固定在减震器的活塞杆上。减震支柱上端与机翼的连接形式取决于收放要求，对收放式起落架，撑杆可兼作收放作动筒。这种设计方式使得起落架结构简单紧凑，质量轻巧，被现代很多的飞机所采用。

总结

飞机起落架作为飞机起飞和着落的重要零部件，我们应该给予高度的重视，只有充分地了解起落架地结构形式以及其工作原理，才能在起落架的设计过程中达到事半功倍地效果，所以本文就各种起落架设计地关键性技术进行了分析与研究，希望能带来一定的参考价值。

参考文献：

[1]杨闽桢.飞机机体传动与控制[M].空军工程学院.1986，14.