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军用飞机起落架是复杂的综合系统

2016-10-18 10:41  来源: 科普中国-军事科技前沿

起落架的主要作用是供飞机起飞、降落和地面移动等等用途,具有极为重要的作用。它不仅仅是飞机结构的组成部分,而且是一个包含众多机构和系统的复杂综合系统。起落架的重量一般占军用飞机总重量的4%~6%。按照类型进行划分,起落架可以分为轮式起落架(可收放式),以及固定的滑橇轮式起落架和浮筒式起落架,此外还包括弹射装置、空中投放、降落伞回收和气垫回收等其他形式的起落装置。本文主要讲的是轮式起落架。

 

起落架的一般要求

 

起落架对军用飞机有着关键的作用,它关系到整架军用飞机是否能够顺利起飞和安全着陆。通常情况下,军用飞机的起落架应当满足如下要求:首先,军用飞机在起飞、着陆和地面运行等工作条件下,应当保证除起落架之外,军用飞机所有的部分及外挂物同地面之间有着适当的间隙。其次,机轮的充气压力及起落架设计方案的选择应当同机场到面的承载能力相适应,并满足规定的承载能力要求。

 

图1 现代军用飞机一般采用前三点式的起落架布局,图为采用这种布局的苏-27UB战斗机。

 

第三,应当吸收规定的着陆撞击载荷、刹车载荷、不平道面滑行的撞击载荷,具有良好的稳定性和阻尼特性,不应该产生过多的振动和前轮摆动。第四,具有符合战技术要求的刹车和减速效能,拥有良好的地面滑行稳定性和机动能力,特别是在侧锋着陆及高速滑行时,军用飞机不应当有不稳定的趋势。

第五,起落装置应当有合适的结构固定支点、收放机构和收藏空间。系统有可靠的防错设计、防错标志,简便可靠的检查维修方式,并配备有应急系统。第六,应满足规定的地面牵引、顶起和系留要求。第七,起落架的主要部件及机轮应当满足规定寿命要求。第八,强度、刚度和疲劳断裂性能合格,重量轻,能够满足型号分配的重量指标。

 

起落架的布局形式

 

采用常规起落架的军用飞机,其起落装置一般包括:起落架的结构部件;地面滚动部件;控制部件;辅助减速部件;起落架舱门及其收放装置和系统;地面操作系统和其他子系统,比如用于牵引、顶起、系留以及防止擦撞尾部的尾部缓冲装置;拦阻装置。虽然起落架的结构在大体上是相同的,但考虑到飞机的不同特征,起落架的布局形式主要有三种形式,即前三点式、自行车式和后三点式。其他形式的起落架一般是根据特殊需要设计的,其中最常见的是为大型飞机设计的多点式起落架。

 

图2 后三点式飞机主要用于早期飞机,例如大家比较熟悉的C-47运输机。

 

前三点式起落架的两组主轮布置在飞机重心靠后的地方,另一组前轮布置在飞机的头部下方。这种布局形式在现代飞机中被广泛应用。其主要的原因有:飞机在地面运动时的方向稳定性好;着陆时可猛烈刹车且不会导致飞机向前翻倒,从而可以采用高效刹车装置,大大缩短着陆滑跑距离,对高速飞机非常有利,着陆操纵相对简单;飞机的纵轴线接近水平位置,飞机滑跑阻力下,起飞加速快。不过与此同时,前三点式起落架也具有前起落架长、受力大、重量大等缺点,甚至有的时候会造成飞机布置的困难。

后三点式起落架一般配备给小型、低速和配备活塞式发动机的飞机,也就是将起落架的主轮布置在飞机中心的靠前处,另一个尾轮布置在飞机的尾部。这种起落架的空间容易保证,尾部起落架重量较轻且又短又小,因此容易布置和收放。其次,地面滑跑时迎角很大,可以利用飞机阻力来减速,从而减小着陆和滑跑距离。

 

图3 采用自行车式起落架布局的AV-8B飞机,一般使用这种布局方式的,均因为飞机的特殊要求。

 

这种布局形式的弱点包括:高速滑跑时,遇到前方撞击或强烈制动,容易发生飞机倒立;实际速度超过规定值时,飞机容易发生“跳跃”现象;起飞和降落时滑跑不稳定;向下的视界不佳。后三点式起落架主要用于早期飞机,现在已经不经常看到了。

自行车式起落架的布局是在机身下部的飞机重心前后,前后各设置一个主轮,并在机翼下方各安装一个护翼轮。这种布局形式一般用于有特殊需要的飞机,例如中机身装有弹舱的B-52轰炸机和采用垂直起降方式的AV-8B战斗机。军用飞机采用自行车式起落架,可以解决飞机主起落架的收放问题。这样做的缺点是前起落架承受载荷大,起飞滑跑时不容易离地造成滑跑距离增大,且不能采用主轮刹车的方法等等。

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作者: 军事科技前沿   [责任编辑: 吕芮光]

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