飞机结构设计学习课件8.起落架

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1、第8章起落架南京航空航天大学飞机设计技术研究所¢起落架的载荷情况多¢需要作机构运动¢要从受力要求的观点和机构运动要求的观点来分析起落架的构造8.1起落架的功用和对起落架的主要要求8.1.1起落架的功用¢承受当飞机与地面接触时产生的静、动载荷，防止飞机结构发生破坏；¢消耗飞机着陆撞击和在不平跑道上滑行时所吸收的能量，防止飞机发生振动；¢当飞机着陆后，为了缩短滑行距离，吸收和消耗飞机前进运动的大部分动能。图8.1飞机起落架示意图8.12.对起落架的要求¢在起飞和着陆滑跑、滑行、机动和牵引时，飞机有良好的操纵性和稳定性¢着陆和滑行时对动载荷的减震性能。¢在给定等级(给定宽

2、度)机场跑道上有180º转弯的能力。¢机轮应符合飞机的用途、使用条件和重量特性¢保证起落架舱门打开、关上及支柱收上、放下时有可靠的锁定机构。¢起落架应该具有尽可能小的外形尺寸(迎风阻力就更小)，特别是当需要收上去时；应保证飞机所需的着陆角(对一些起落架形式是起飞角)；通过改变支承系统的高度能方便运输机的装载和卸载；寿命要长，易维护修理；¢减小起落架的重量8.2.1起落架的配置形式¢单主轮式¢后三点式¢四点式¢自行车式¢前三点式¢多支点式图8.2起落架的配置型式8.2.2后三点式起落架¢在大速度着陆时飞机容易发生翻倒现象¢当着陆速度偏大时,如果仅是主轮着陆，很难避免飞

3、机拉飘，因此，着陆过程很复杂，若同时三点着陆，则需要飞行员训练有素。着陆时前视界较差也增加了着陆难度¢航向稳定性差¢如果采用喷气式发动机取代活塞式发动机，尾喷管的尾流易损伤跑道；¢在急刹车、遇到障碍物或机轮陷入软土中时可能发生飞机倒立。翻倒时的不GdvH′>Ge等式条件：gdt图8.3后三点式起落架布局、起落架参数、航向稳定性8.2.3前三点式起落架优点：克服了后三点式起落架的所有缺点¢即使主起落架急刹车，也不可能翻倒¢当用主起落架着陆且速度较大时，前三点式飞机要低头，这就减小了攻角和升力，飞机也就不可能被拉飘。¢前三点式飞机的视界好，且飞机发动机喷流没有损伤跑道的

4、可能¢前三点式起落架有较好的航向稳定性前三点式起落架飞GdVH>Ga机的翻倒条件：gdt图8.4前三点式起落架布局、起落架参数、航向稳定性缺点：¢起落架重量大(与后三点相比)，这是由于前起落架尺寸(高度)与主起落架相当。¢前轮易产生“摆振”8.2.4自行车式起落架¢自行车式起落架的出现是因为要协调好货舱(弹舱)(其位置与飞机重心有关)、上单翼和起落架之间的布置关系。¢正常起降的飞机上采用自行车式起落架，双轮必须同时着地的要求就有很大困难。图8.5双支点的自行车式起落架及其参数如果后轮先着地，将引起以下问题：(1)产生很大的绕后轮的力矩M=Ge并在前轮及其固定接头上产

5、生很大的动载荷；(2)如果为了增加飞机起飞攻角而采用了“抬高”前起落架的机构，这使前起落架结构更为复杂，也增加了前起落架的重量；(3)前轮刹车时，力相对重心产生了与偏航力矩M的同向力矩，从而出现了航向不def稳定现象，这就使飞机严重偏离跑道。如果前轮不刹车，将增加着陆滑跑距离；由于前轮转弯机构的增重也导致了转弯的难度，此时前轮的停机载荷为40~45%G，而不是前三点式起落架的10~12%G；(4)为了承受前轮传来的较大载荷，机身上一定要有很强的承力构件(特别是很强的框)，这样，机身的重量会增加10~15%。为了加强前起落架所在部位机身上的开口，也需要增加重量；(5)

6、机翼下面的辅助支柱也使重量增加，机翼上还要有加强结构来承受支柱传来的载荷。(6)自行车式起落架因其安装在机身对称面内，相对来说短一些，也更轻一些。8.2.5多支点式起落架用在起飞重量超过200t的重型运输机和客机上。图8.6多支点式起落架的布局8.3起落架的外载荷及其受载下的工作情况¢外载荷：¢机场地面对起落架的支持力Py¢迎面力Px¢侧向力Pz图8.7作用在起落架上的力一、着陆撞击情况¢对称着陆情况¢偏航着陆情况¢单个主起落架着陆情况二、地面滑行情况¢按规范规定的跑道剖面进行动态分析，并按所得到的载荷进行设计。三、地面操纵情况(1)静态操纵载荷和地面停放载荷(2)

7、停放载荷图8.8静态操纵载荷起落架的设计准则¢主要载荷是动载荷¢伴随着机轮的旋转、刹车、减震器的弹性伸缩将出现各种振动¢多次起落重复载荷¢着重考虑起落架疲劳损伤、断裂破坏和安全使用寿命¢起落架的安全使用寿命应与飞机的安全使用寿命相匹配，通常取起落架试验寿命的1/4~1/6¢起落架的设计准则：¢国内外都采用安全寿命（即疲劳寿命）设计，一般不按损伤容限设计¢主要原因：由于起落架构件因载荷大而多采用高强度或超高强度材料，其临界裂纹长度小，从裂纹可检出到断裂之间的裂纹扩展寿命短，而有些部位裂纹的检查比较困难¢措施：¢材料和加工工艺选择¢接头设计¢减少应力集中¢表面防护8