飞机起落架设计

——可能切断飞机结构（增加重量），减少内部油 可能切断飞机结构（增加重量），减少内部油 可能切断飞机结构 ）， 箱体积或产生附加的气动阻力
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
收置到机翼上，要减少翼盒尺寸， 收置到机翼上，要减少翼盒尺寸，从而会增 加重量并可能减小油箱体积 收置到机身上或翼-身连接处， 收置到机身上或翼 身连接处，可能干扰纵梁 身连接处 对高速飞机来说， 对高速飞机来说，这些布局在空气动力上的 好处胜过超过重量的损失 实际上， 实际上，所有民用喷气运输机都把起落架收 置到机翼与机身的连接处
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7.2 起落架布置
起落架的布置形式—前三点式 起落架的布置形式 前三点式
广泛用于着陆速度较大的飞机， 广泛用于着陆速度较大的飞机，在着陆过程中操 纵驾驶比较容易， 纵驾驶比较容易，具有滑跑稳定性 由于机身处于接近水平的位置， 由于机身处于接近水平的位置， 故飞行员座舱视界的要求较容易 满足 着陆滑跑时， 着陆滑跑时，可以使用较强烈的 刹车， 刹车，有利于缩短滑跑距离 缺点在于前轮可能出现自激振荡 现象，即前轮“摆振” 现象，即前轮“摆振”，所以需 要加减摆器 4
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7.3 轮胎参数的初步选择
严格的说， 机轮” 严格的说，“机轮”是 装有橡胶轮胎的圆形金 属物体。 属物体。机轮内侧有 刹车” “刹车”，以增加滚转 摩擦力的方式使飞机减 速 术语“机轮” 术语“机轮”常用于表 示机轮、刹车、 示机轮、刹车、轮胎完 整的组件
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7.3 轮胎参数的初步选择
轮胎的尺寸由它所承受的飞机重量确定
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7.2 起落架布置
主要几何参数－防倒立角 （防后倒立角） 主要几何参数－防倒立角β（防后倒立角）
主轮在停机状态接地点位置到重心的连线偏离垂 线的夹角 为防止飞机擦地，防倒立角应大于擦地角，且不 为防止飞机擦地，防倒立角应大于擦地角， 小于15 ° 小于
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7.2 起落架布置
主要几何参数－防侧翻角 主要几何参数－防侧翻角θ
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
许多下单翼战斗机把起落架收置到机翼或者 机翼与机身连接处
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
中单翼和上单翼战斗机， 中单翼和上单翼战斗机，多把起落架收置到 机身内
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
对上单翼军用运输机， 对上单翼军用运输机，机身短舱布置是很普 遍的， 遍的，因为这种飞机的机身必须开敞着装货 短舱带来的阻力增加可能是相当可观的
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7.2 起落架布置
主要几何参数－擦地角 主要几何参数－擦地角γ
对应于飞机尾部刚刚触地，起落架支柱全伸长， 对应于飞机尾部刚刚触地，起落架支柱全伸长， 轮胎不压缩时， 轮胎不压缩时，机头抬起最高时的姿态 机头抬起” 飞机迎角为α， “机头抬起”：飞机迎角为 ，由于地面效应使机 翼升力达到最大可用值的90%时 翼升力达到最大可用值的 时 对大多数类型的飞机，这个范围约为10 对大多数类型的飞机，这个范围约为 °~15 °
主轮胎约承受飞机总重的90% 主轮胎约承受飞机总重的 前轮仅承受约10%的静载荷，但着陆时却要承受 的静载荷， 前轮仅承受约 的静载荷 较大的动载荷 典型的情况） （典型的情况）
对于早期的方案设计， 对于早期的方案设计，可参照相似的设计或 用统计的方法确定轮胎尺寸
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7.3 轮胎参数的初步选择
直径 A 英制: 英制 通用航空飞机 通用航空飞机 运输机／ 运输机／轰炸机 喷气战斗机／ 喷气战斗机／教练机 1.51 2.69 1.63 1.59 公制: 公制 通用航空飞机 通用航空飞机 运输机／ 运输机／轰炸机 喷气战斗机／ 喷气战斗机／教练机 5.1 8.3 5.3 5.1 B A
7.2 起Fra Baidu bibliotek架布置
起落架的布置形式
自行车式
四轮式 多小车式
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7.2 起落架布置
形式和轮数与飞机重量的典型关系
双前轮使用普遍， 双前轮使用普遍，尤其是对采用弹射起飞的舰载机 以下时， 重量大约在 50,000lb 以下时，尽管就万一有一个轮 胎瘪胎情况下的安全性而言， 胎瘪胎情况下的安全性而言，在每个主轮支柱上采用 双轮好些， 双轮好些，但通常每个支柱还是采用单主轮 ），每 重量 50,000 ~ 150,000 lb（甚至到 （甚至到250,000lb），每 ）， 个支柱一般都使用双轮 重量 200,000~ 400,000 lb ，通常采用 4 轮的小车式 重量大于400,000 lb ，采用四个轮轴架，每一轮轴架 采用四个轮轴架， 重量大于 个或6个机轮 带4个或 个机轮，以便沿横向分散飞机的总载荷 个或 个机轮，
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
起落架收放机构
大多数收放机构是基于“四连杆”原理， 大多数收放机构是基于“四连杆”原理，即用枢 轴把三个元件联接起来（第四根杆是飞机结构） 轴把三个元件联接起来（第四根杆是飞机结构） 在正常情况下，起落架支柱在收置前允许全伸长。 在正常情况下，起落架支柱在收置前允许全伸长。 虽然可以安装压缩支柱的装置， 虽然可以安装压缩支柱的装置，但仅适用于飞机 内部空间绝对容纳不下全伸长支柱的情况 有时要求机轮在收上的位置平躺在轮舱内， 有时要求机轮在收上的位置平躺在轮舱内，这是 相当简单并可在许多军机上见到的， 相当简单并可在许多军机上见到的，如F-16
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7.2 起落架布置
起落架的布置形式—后三点式 起落架的布置形式 后三点式
主支点在飞机重心（质心）之前， 主支点在飞机重心（质心）之前，在低速飞机上 采用较多 后三点式起落架固有的缺点就是在着陆时操纵困 并有可能产生向前倒立的危险． 难，并有可能产生向前倒立的危险． 后三点起落架的飞机，起飞和着陆滑跑时不稳定 后三点起落架的飞机，
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7.3 轮胎参数的初步选择
对于最后的设计布局， 对于最后的设计布局，实际使用的轮胎必须 根据制造商的产品目录选择， 根据制造商的产品目录选择，选择的根据通 常是承受计算得到的静载和动载额定值的最 小轮胎
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7.4 “起落架的家” 起落架的家” 起落架的家
一个不合适的起落架收置位置可能损坏一个 在其他方面是良好的设计方案！ 在其他方面是良好的设计方案！
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7.2 起落架布置
主要几何参数－ 主要几何参数－主轮距
依据飞机起飞、着陆以及在地面滑行稳定性， 依据飞机起飞、着陆以及在地面滑行稳定性，越 宽越好 主要决定于飞机重心距地面的高度 可通过算出的防侧翻角进行检查
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7.2 起落架布置
停机角Ψ 停机角
飞机的水平基准线与跑道平面之间的夹角 可增大起飞滑跑时的迎角： 可增大起飞滑跑时的迎角：α起飞 =ψ +α安装 对前三点式通常取 0°~4 ° °
0.312 0.216 0.480 0.467
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0.39 0.36
Ww = 机轮承受的重量
7.3 轮胎参数的初步选择
如果飞机在未铺砌的粗糙跑道上使用， 如果飞机在未铺砌的粗糙跑道上使用，所需 轮胎的直径和宽度应将计算值加大30% 轮胎的直径和宽度应将计算值加大 前轮胎的尺寸可假定大致为主轮胎的 60~100% 自行车式或四轮式起落架的前轮尺寸一般与 主轮的相同 后三点式起落架的后轮胎尺寸大约为主轮胎 的四分之一到三分之一
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复习题
1. 飞机对起落装置设计有哪些基本要求 ？ 2. 在飞机总体方案设计阶段，起落架布置的主要原则 在飞机总体方案设计阶段， 是什么？ 是什么？
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谢 谢！
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飞机总体设计 第七讲
起落装置设计
飞机设计研究所 航空科学与工程学院
第八讲 起落装置设计
7.1 对起落装置的设计要求 7.2 起落架布置 7.3 轮胎参数的初步选择 7.4 “起落架的家” 起落架的家”
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7.1 对起落装置的设计要求
飞机对起落装置设计的基本要求
在飞机起飞、着陆过程中能吸收一定的能量， 在飞机起飞、着陆过程中能吸收一定的能量，包 括垂直和水平方向的 在滑行、 在滑行、离地和接地时飞机的任何部分不能触及 地面 不允许发生不稳定现象，特别是在最大刹车、 不允许发生不稳定现象，特别是在最大刹车、侧 风着陆和高速滑行时 起落架特性必须适合于准备使用机场的承载能力
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7.2 起落架布置
总体方案设计阶段布置起落架的主要原则
控制机轮与飞机重心的相对位置和起落架的高度 由此引起的擦地角、 由此引起的擦地角、防倒立角要满足飞机在起飞 抬前轮到主轮离地和着陆接地时应只能有机轮接 触地面， 触地面，且在跑道与飞机的所有其他部分之间应 有适当的间隙 （“其他部分”包括后机身、平尾翼尖、机翼翼 其他部分”包括后机身、平尾翼尖、 尖、螺旋桨叶尖或发动机吊舱等） 螺旋桨叶尖或发动机吊舱等）
飞机滑行时急剧转弯侧翻趋势的量度 根据我国的和美国的通用规范规定， 根据我国的和美国的通用规范规定，对陆基飞机 角不应大于63° 对舰载飞机角不应大于54° 角不应大于 °，对舰载飞机角不应大于 °
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7.2 起落架布置
主要几何参数－ 主要几何参数－前、主轮距B 主轮距
前轮承受飞机重量的最佳百分数大约为飞机重量 的8%~15% B= （0.3～0.4） L机身 ～ ） 要与防倒立角β相协调 要与防倒立角 相协调
B
宽度 B
主轮直径或宽度 (in.) = AWw 0.349 0.251 0.315 0.302
0.7150 1.170 0.1043 0.0980
B
0.312 0.216 0.480 0.467
主轮直径或宽度(cm) = AWw 主轮直径或宽度 0.349 0.251 0.315 0.302 2.3 3.5