飞机前起落架转向机构的设计与分析

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1、飞机前起落架转向机构的设计与分析刘湘君，吴林（中航工业飞机起落架有限责任公司，长沙410200）DesignandAnalysisofAircraftNoseLandingGearSteeringMechanismLIUXiangjun，WULin（AVICLanding-gearAdvancedManufacturingCorp.，Changsha410200，China）Abstract：Inthestageofaircraftgroundhanding，thegroundsteeringmovementcanberealizedbydifferencialbraking,ch

2、angingtheenginepressureorusingnoselandinggearsteeringsystem.Inthispaper，differentformsofsteeringmechanismoftheexistingplanesareclassified.Severaltypicalinstitutionformsofmechanismmovementprincipleareanalyzed.Keywords：noselandinggear；groundhanding；steeringmechanism0引言飞机设计一般要求在给定等级（给定宽度）的机场跑道上有1

3、80°的转弯能力，对于大飞机，还要求在一定宽度的跑道内具有良好的机动能力。在飞机起飞和降落阶段，飞机的地面转弯运动可以通过差动刹车、改变发动机推力差或转动飞机前起落架来操纵。其中差动刹车一般用于后三点式飞机和轻型飞机，通过在左、右机轮上采用大小不同的刹车力使得左、右机轮转动的速度不同，实现飞机的转向要求，但差动刹车可使未经铺砌的跑道表面产生腐蚀，会导致机轮过热或机轮故障［1-2］。改变发动机压力差法现已极少使用，因为它在实际操作过程中不易控制。随着现代飞机使用对飞机的地面操纵技术要求日益提高，前起落架操纵因其可以改善刹车使用寿命、在抗侧风起降、在轮胎偶然爆胎事故中能纠正偏航等方面具

4、有显著的优势，在现代飞机上得到了更广泛的应用。本文主要针对在飞机上装备的几种常见前起落架转向机构形式做简单介绍及分析，供飞机起落架相关设计人员参考。1起落架转弯角度的确定在飞机设计过程中，当确定飞机转弯半径后，可确定前轮操纵角度。由图1可见，在前主轮距、主轮距确定的情况下，为满足飞机的转弯要求，飞机轴线离转动中心越近，需要的转角越大。当飞机在越狭窄跑道上转弯时，所需转角越大，在机构设计时，可用转向角度还应考虑施加力可大于所需力的情况，应对可用的转弯角度进行合理限制。在确定转角大小后，应根据安装与机构支持位置、机械、电器与液压之间的物理联系，结构间隙、刚度、阻尼等方面的具体要求，合理

5、选择转向方式。2常见转向机构形式在飞机的前轮转弯操纵机构中，比较常见的为作动筒驱动和齿轮驱动（含齿轮齿条驱动）两种类型，其中，作动筒式又可分为单作动筒式与双作动筒式。2.1单作动筒式单作动筒转弯机构的转弯角度通常小于±45°，Y8系列飞机转弯机构采用单作动筒结构。常见的单作动筒转弯机构如图2所示。由于单作动筒转弯机构转弯角度较小，在地面牵引飞机时，若需要较大的牵引转弯角度时，则需要脱开起落架的转向部分，一般为脱开上下扭力臂（采用快卸销连接上、下扭力臂），可使前轮牵引较大角度转弯。在飞机放下起落架时，可使用前起外筒内中凸轮使起落架处于中立位置。当前轮接地时，接通轮载开关后才能开始地面

6、操纵，此时缓冲支柱有一定压缩量，缓冲支柱内的对中凸轮已完全脱开，此时285机械工程师2014年第12期4312图21.作动筒2.摇臂3.连杆4.旋转套筒转动中心ABCDE转角图1摘要：在飞机地面操纵阶段，转向运动可通过差动刹车、改变发动机推力差及使用前起落架操纵系统来实现。文中归纳了几种机型不同前起落架转向机构形式，并对这几种转向机构结构形式的运动原理及优缺点进行了分析与总结。关键词：前起落架；地面操纵；转向机构中图分类号：V226.4文献标志码：B文章编号：1002－2333（2014）12－0285－03解决方案SOLUTION工艺/工装/模具/诊断/检测/维修/改造飞行员可转

7、动驾驶操纵手轮，通过一系列机构运动可使操纵阀内柱塞运动，液压油进入作动筒相应腔，从而控制作动筒1伸缩运动带动旋转套筒4转动，经扭力臂传递给机轮，实现转弯。该种形式结构简单，但转弯角度受限制。轮偏转角度达到一定角度时（波音737为33°）时，拉力作动筒活塞运动到极限位置，此后，利用转动接头偏转的几何关系，停止向拉力作动筒供压，该作动筒两腔皆通回油。此时右边的转弯作动筒继续伸长，推动转弯套筒继续左转，并带动左转弯作动筒过死点，仅靠推力作动筒可完成前轮在中立位置后的转弯驱动