第4章 起落架系統(tǒng)

1、中國(guó)民航大學(xué)空管學(xué)院第四章 起落架系統(tǒng)起落架系統(tǒng)一、概述一、概述 起落架供飛機(jī)在起飛、滑行、著陸、停放時(shí)使用。（1）飛機(jī)在著陸接地和地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，減緩與地面的撞擊，以減小飛機(jī)的受力；（2）使飛機(jī)能在地面滑跑和靈活地運(yùn)動(dòng)。（3）支撐飛機(jī)1.1.起落架的作用起落架的作用起落架系統(tǒng)支持飛機(jī)支持飛機(jī)；提供飛機(jī)滑行時(shí)提供飛機(jī)滑行時(shí)的地面方向操縱的地面方向操縱。吸收撞擊動(dòng)能吸收撞擊動(dòng)能；起落架系統(tǒng)通常有三種：后三點(diǎn)式、前三點(diǎn)式、自行車(chē)式 2.2.起落架的配置形式起落架的配置形式 后三點(diǎn)式（重心在主輪之后重心在主輪之后），兩個(gè)主輪對(duì)稱(chēng)安裝在飛機(jī)重心之前，尾輪位于飛機(jī)尾部。后三點(diǎn)式后三點(diǎn)式前三點(diǎn)式前三點(diǎn)式自行車(chē)

2、式自行車(chē)式起落架系統(tǒng)后三點(diǎn)式起落架后三點(diǎn)式起落架 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1.構(gòu)造簡(jiǎn)單，重量輕；2.易于在螺旋槳飛機(jī)上布置；3.飛機(jī)停機(jī)角與最佳起飛迎角接近，易于起飛；4.便于利用氣動(dòng)阻力使飛機(jī)減速。1.方向穩(wěn)定性差，飛機(jī)容易打地轉(zhuǎn)；2.著陸必須三點(diǎn)接地，操縱教困難；3.兩點(diǎn)接地時(shí)可導(dǎo)致飛機(jī)“跳躍”；4.采用剎車(chē)裝置時(shí)，飛機(jī)可發(fā)生倒立、翻筋斗現(xiàn)象。 起落架系統(tǒng)前三點(diǎn)式起落架前三點(diǎn)式起落架 具有以下優(yōu)點(diǎn):1.飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性好，滑行中不容易偏轉(zhuǎn)和倒立；2.著陸時(shí)，只用后兩個(gè)主輪接地，比較容易操縱；3.當(dāng)飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)身與地面接近平行，飛行員視界較好；4.可以避免噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的燃?xì)鈸p壞跑道。主要缺點(diǎn)

3、：前起落架承受的載荷較大，易擺振。 目前絕大多數(shù)飛機(jī)上都采用前三點(diǎn)式的起落架。起落架系統(tǒng) 兩組主輪分別安置在機(jī)身下部、飛機(jī)重心的前后，另有兩個(gè)輔助輪對(duì)稱(chēng)地在左右機(jī)翼下面。自行車(chē)式自行車(chē)式 起落架系統(tǒng)多支柱式（多點(diǎn)式）多支柱式（多點(diǎn)式）起落架系統(tǒng)主起落架群 a) 波音747400起落架 b）C5A銀河運(yùn)輸機(jī)起落架 c）安124運(yùn)輸機(jī)起落架 起落架系統(tǒng)分為構(gòu)架式、支柱套筒式和搖臂式三種。 通過(guò)一套承力構(gòu)架與機(jī)翼或機(jī)身連接。承力構(gòu)架中的減震支柱及其它桿件，都是相互鉸接的，當(dāng)起落架受到地面反作用力時(shí)，它們只承受拉伸或壓縮的軸向力，不承受彎矩。結(jié)構(gòu)重量較輕，構(gòu)造較簡(jiǎn)單。（1 1）構(gòu)架式起落架）構(gòu)架式起落

4、架 在一些輕型低速飛機(jī)和直升機(jī)上采用較多。3. 3. 起落架的結(jié)構(gòu)型式起落架的結(jié)構(gòu)型式起落架系統(tǒng) 由外筒和活塞桿套接起來(lái)的減震支柱，機(jī)輪直接裝在支柱下端，支柱上端固定在機(jī)體骨架上。（2 2）支柱套筒式起落架）支柱套筒式起落架 撐桿式起落架撐桿式起落架張臂式起落架張臂式起落架起落架系統(tǒng)（1）減震器與承力支柱分開(kāi)的搖臂式起落架，如圖5-5a所示。這種型式大多用作主作主起落架起落架。（2）減震器與承力支柱合成一體的搖臂式起落架，如圖5-5b所示。這種型式往往用作前三點(diǎn)式飛機(jī)的前起落架前三點(diǎn)式飛機(jī)的前起落架。（3）沒(méi)有承力支柱，減震器和搖臂直接固定在飛機(jī)承力構(gòu)件上的搖臂式起落架，如圖4-5c所示。它一

5、般用作后后三點(diǎn)式飛機(jī)的尾部起落架三點(diǎn)式飛機(jī)的尾部起落架。（3 3）搖臂式起落架）搖臂式起落架 起落架系統(tǒng)二、起落架減震裝置二、起落架減震裝置 減小飛機(jī)在著陸接地時(shí)所受的撞擊力，并減弱飛機(jī)在滑行或滑跑過(guò)程中的顛簸跳動(dòng)。1.1.功用功用 2.2.減震原理減震原理 w產(chǎn)生盡可能大的變形來(lái)吸收撞擊動(dòng)能，增長(zhǎng)飛機(jī)垂直分速度消失的時(shí)間，從而減小撞擊力；w利用摩擦熱耗盡可能快地消散能量，使碰撞后的顛簸跳動(dòng)迅速停止。起落架系統(tǒng)（1 1）機(jī)輪）機(jī)輪 3.3.減震裝置減震裝置 由輪胎輪胎和減震器減震器兩部分組成。大部分能量由減震器消耗吸收，少部分由機(jī)輪消耗吸收（約15）。 組成：由輪胎、輪轂、剎車(chē)裝置等組成。功用

6、：支撐飛機(jī)，減小飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)的阻力，并吸收飛機(jī)在著陸接地和地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的一部分撞擊動(dòng)能，提供飛機(jī)滑行時(shí)的地面方向操縱。起落架系統(tǒng)輪胎輪胎 在飛機(jī)著陸及地面運(yùn)動(dòng)中吸收和消散的能量，通過(guò)輪胎壓縮變形吸收部分撞擊動(dòng)能而減小撞擊力。 起落架系統(tǒng)有內(nèi)胎和無(wú)內(nèi)胎 起落架系統(tǒng)輪轂和傳感器輪轂和傳感器起落架系統(tǒng)油氣式減震器減震原理：油氣式減震器減震原理：主要利用氣體的壓縮變形吸收撞擊動(dòng)能，利用油液高速流過(guò)小孔的摩擦消耗能量。（2 2）減震器）減震器 現(xiàn)代飛機(jī)的主起落架和前起落架多采用油氣式減震器油氣式減震器。 構(gòu)成：w外筒外筒；w隔板隔板（阻尼孔）；w活塞桿活塞桿（內(nèi)筒）；w下腔充有油液；w上腔充有壓縮空氣/

7、氮?dú)狻?起落架系統(tǒng)南航南航5.8空難空難n1997年5月8日,執(zhí)行重慶至深圳3456航班中國(guó)南方航空有限公司深圳公司波音737300型飛機(jī),在著陸過(guò)程中失事。機(jī)上旅客65人,死亡33人,空勤組9人,死亡2人 。n事故原因：進(jìn)跑道后機(jī)組沒(méi)有及時(shí)拉桿退出下滑建立正常著陸姿態(tài)，致使飛機(jī)以大速度、水平姿態(tài)，前輪、主輪同時(shí)接地，接地時(shí)垂直過(guò)載達(dá)2.49g，并產(chǎn)生了第一次跳躍。在處置過(guò)程中，飛行員錯(cuò)誤推桿，致使飛機(jī)又跳躍兩次，起落架、液壓、操縱系統(tǒng)嚴(yán)重受損。在隨后的復(fù)飛中，機(jī)組無(wú)法控制飛機(jī)姿態(tài)，大速度帶下俯角觸地，飛機(jī)墜毀。起落架系統(tǒng)三、起落架收放系統(tǒng)三、起落架收放系統(tǒng) 1.1.起落架收放形式起落架收放形

8、式 起落架系統(tǒng)運(yùn)七起落架（沿翼弦收放）運(yùn)七起落架（沿翼弦收放）起落架系統(tǒng)主起落架主起落架前起落架前起落架起落架系統(tǒng)A320起落架起落架起落架系統(tǒng)收上鎖收上鎖通常采用掛鉤式掛鉤式，放下鎖放下鎖通常采用撐桿式撐桿式。2.2.鎖機(jī)構(gòu)鎖機(jī)構(gòu) 收放位置鎖用來(lái)把起落架鎖緊在收上和放下位置，以防止起落架在飛行中自動(dòng)放下或受到撞擊時(shí)自動(dòng)收起。掛鉤式收上鎖機(jī)構(gòu)掛鉤式收上鎖機(jī)構(gòu)起落架系統(tǒng)放下鎖通常采用撐桿式鎖n現(xiàn)代飛機(jī)主起落架下位鎖采用撐桿式鎖。 側(cè)撐桿關(guān)節(jié) 鎖簧鎖連桿開(kāi)鎖作動(dòng)筒起落架系統(tǒng)駕駛員了解起落架的位置, 在駕駛艙中都設(shè)置了起落架位置指示，其中位置信號(hào)可分為燈光信號(hào)和機(jī)械信號(hào)。機(jī)械指示信號(hào)通常直接裝在起落

9、架下位鎖處,由副駕駛或隨機(jī)工程師靠目測(cè)觀察起落架是否放下鎖定。起落架位置信號(hào)起落架位置信號(hào)起落架系統(tǒng)3.3.起落架位置信號(hào)起落架位置信號(hào) A320A320起落架系統(tǒng)A320A320起落架系統(tǒng) 燈光警告n紅色指示燈是非安全著陸警告燈。紅燈點(diǎn)亮發(fā)出警告的條件為：n 收放手柄位置與起落架位置不一致；n 任一發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)桿在慢車(chē)位而起落架不在放下鎖定位。B737的起落架警告與指示系統(tǒng)起落架系統(tǒng) 音響警告n飛機(jī)上除了燈光警告外，還需有音響警告系統(tǒng)。n系統(tǒng)發(fā)出音響警告的條件為：n一個(gè)油門(mén)手柄收回，襟翼放下，而起落架（任一個(gè)）不在放下鎖定位，系統(tǒng)將發(fā)出連續(xù)音響警告。起落架系統(tǒng)起落架控制面板與指示n 起落架指示

10、燈（上部上部）指示燈亮（紅色）：n（推力手柄收到慢車(chē)位時(shí)）起落架未放下鎖定n相應(yīng)起落架的位置與起落架手柄的位置不一致。指示燈滅：起落架手柄在收上或中立位時(shí)，起落架收上并鎖定。起落架系統(tǒng)n 起落架指示燈（下部下部）n指示燈亮（綠綠色色）：相應(yīng)的起落架放下并鎖定。n指示燈滅：起落架未放下并鎖定。n 起落架手柄n收上：收起落架。n中立：斷開(kāi)起落架系統(tǒng)液壓。n放下：放起落架。起落架系統(tǒng)3.3.正常收放系統(tǒng)正常收放系統(tǒng) 起落裝置放下順序： （1）開(kāi)艙門(mén)（2）開(kāi)上位鎖（3）放下起落架（4）鎖下位鎖（5）關(guān)艙門(mén)起落架系統(tǒng)3.3.正常收放系統(tǒng)正常收放系統(tǒng) （1）開(kāi)艙門(mén)（2）開(kāi)下位鎖（3）收起落架（4）鎖上位鎖

11、（5）關(guān)艙門(mén)起落裝置收起順序： 起落架系統(tǒng)4.4.應(yīng)急放下系統(tǒng)應(yīng)急放下系統(tǒng) 如果飛機(jī)主動(dòng)力系統(tǒng)失效，利用應(yīng)急放下系統(tǒng)將起落架放下。 駕駛艙中有應(yīng)急釋放手柄，該手柄通過(guò)一個(gè)鋼索、機(jī)械連桿與起落架上位鎖相連，操縱該手柄將打開(kāi)上位鎖，起落架在自身重力和迎面氣流的作用下放下在自身重力和迎面氣流的作用下放下，并由下位鎖彈簧保持在放下位。正常收放系統(tǒng)主要解決起落架收放，保證收放機(jī)構(gòu)正確地按順序進(jìn)行收放,是以液壓為動(dòng)力的起落架收放系統(tǒng)。起落架系統(tǒng)應(yīng)急放下系統(tǒng)應(yīng)急放下系統(tǒng)起落架系統(tǒng)四、地面轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)四、地面轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) 1.1.前起落架支柱的構(gòu)造特點(diǎn)前起落架支柱的構(gòu)造特點(diǎn) 支柱套筒式前起落架支柱套筒式前起落架搖臂式

12、前起落架搖臂式前起落架起落架系統(tǒng)2.2.前輪轉(zhuǎn)彎與中立機(jī)構(gòu)前輪轉(zhuǎn)彎與中立機(jī)構(gòu) n前輪轉(zhuǎn)彎主要有兩種類(lèi)型：機(jī)械液壓式和電子液壓式n機(jī)械液壓轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)n輸入機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)彎手輪、方向舵腳蹬）n轉(zhuǎn)彎計(jì)量活門(mén)n轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒n轉(zhuǎn)彎套筒起落架系統(tǒng)機(jī)械液壓轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)原理圖起落架系統(tǒng)前輪轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)起落架系統(tǒng)A320A320起落架系統(tǒng) 2.2.前輪轉(zhuǎn)彎與中立機(jī)構(gòu)前輪轉(zhuǎn)彎與中立機(jī)構(gòu) 中立機(jī)構(gòu)的功用是在前輪離地后和接地前，使前輪保持在中立位置，以便順利地收入起落架艙和正常接地。凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)起落架系統(tǒng) 3.3.前輪擺振與減擺器前輪擺振與減擺器 飛機(jī)在直線滑跑中，如果由于跑到不平或操縱上的原因，使前輪偶爾受到一個(gè)外力或外力矩，它

13、就會(huì)一邊偏移一段距離，或者向一方偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，前輪便有可能?chē)@著飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的軸線不停地左右搖擺，它的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條曲線。前輪的這種左右搖擺的振動(dòng)，稱(chēng)為前輪擺振。起落架系統(tǒng)3.3.前輪擺振與減擺器前輪擺振與減擺器 采用雙機(jī)輪雙機(jī)輪和在前起落架上安裝減擺器減擺器。油液式減擺器油液式減擺器利用油液流過(guò)節(jié)流孔的熱耗作用，消耗前輪擺振的能量，從而防止擺振的。活塞式減擺器活塞式減擺器旋板式減擺器旋板式減擺器起落架系統(tǒng)主輪轉(zhuǎn)彎操縱（隨動(dòng)）n對(duì)于某些重型飛機(jī)，為減小飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)主起落架所受側(cè)向載荷，減小因主輪側(cè)滑而造成的輪胎刮擦損傷，其主起落架也可以轉(zhuǎn)彎。主起落架轉(zhuǎn)彎還可以減小飛機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑，減小操縱飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)的力

14、。n主起落架轉(zhuǎn)彎有兩種形式：一種是利用轉(zhuǎn)向作動(dòng)筒驅(qū)動(dòng)主輪小車(chē)的后兩個(gè)機(jī)輪轉(zhuǎn)彎；另一種是旋轉(zhuǎn)主輪小車(chē)整體轉(zhuǎn)彎。起落架系統(tǒng)波音波音777777主起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)主起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)( (前輪右轉(zhuǎn)前輪右轉(zhuǎn)) )波音波音747747主起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)主起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)( (前輪右轉(zhuǎn)前輪右轉(zhuǎn)) )起落架系統(tǒng)五、剎車(chē)系統(tǒng)五、剎車(chē)系統(tǒng) 1.1.剎車(chē)減速原理剎車(chē)減速原理 飛行員操縱剎車(chē)時(shí)，高壓油液（或氣體）進(jìn)入固定在輪軸上的剎車(chē)裝置，增大了阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩，所以機(jī)輪在滾動(dòng)中受到的地面摩擦力顯著增大，飛機(jī)的滑跑速度隨之減小。 飛行員剎車(chē)越重，進(jìn)入剎車(chē)盤(pán)的冷氣或油液的壓力就越大，阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩越大，因而作用在機(jī)輪上的

15、地面摩擦力也越大。起落架系統(tǒng) 2.2.剎車(chē)裝置剎車(chē)裝置 剎車(chē)裝置應(yīng)能產(chǎn)生足夠的剎車(chē)力矩，以保證獲得高的剎車(chē)效率，高的吸熱和散熱特性，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)吸收和消耗完著陸滑跑時(shí)飛機(jī)的大部分動(dòng)能。 （1 1）彎塊式剎車(chē)盤(pán)）彎塊式剎車(chē)盤(pán)目前飛機(jī)上采用的剎車(chē)裝置，主要有彎塊式、膠囊式和圓盤(pán)式三種。起落架系統(tǒng) 剎車(chē)時(shí)，冷氣（或有壓力的油液）進(jìn)入膠囊，使膠囊鼓起，把剎車(chē)片緊壓在剎車(chē)套上，產(chǎn)生摩擦力，形成剎車(chē)力炬。解除剎車(chē)時(shí)，膠囊收縮，剎車(chē)片靠彈簧片的彈力恢復(fù)到原來(lái)位置。（2 2）膠囊式剎車(chē)盤(pán)）膠囊式剎車(chē)盤(pán) （3 3）圓盤(pán)式剎車(chē)裝置）圓盤(pán)式剎車(chē)裝置 剎車(chē)時(shí)，有壓力的油液（或冷氣）進(jìn)入工作室，推動(dòng)活塞，將固定圓盤(pán)

16、與旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)緊緊地壓在一起。固定圓盤(pán)組的另一端，則與裝在主體上的調(diào)節(jié)盤(pán)壓緊。解除剎車(chē)時(shí)，壓力消失，活塞靠彈簧張力恢復(fù)到原來(lái)位置，圓盤(pán)即互相松開(kāi)。起落架系統(tǒng)圓盤(pán)式剎車(chē)原理圖圓盤(pán)式剎車(chē)原理圖 起落架系統(tǒng)多盤(pán)式剎車(chē)系統(tǒng)多盤(pán)式剎車(chē)系統(tǒng)磨 損 指 示銷(xiāo)(2)扭 力筒活塞靜盤(pán)鉚釘動(dòng)盤(pán)摩擦片扭 力 筒背板壓 力 油口排氣閥壓力盤(pán)間隙自動(dòng)調(diào)整器(4)安裝法蘭殼體多盤(pán)式剎車(chē)裝置起落架系統(tǒng) 3.3.剎車(chē)系統(tǒng)的工作原理剎車(chē)系統(tǒng)的工作原理 剎車(chē)系統(tǒng)的中心問(wèn)題就是調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力中心問(wèn)題就是調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力?，F(xiàn)代飛機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)組成：正常剎車(chē)系統(tǒng)備用（應(yīng)急）剎車(chē)系統(tǒng)防滯剎車(chē)系統(tǒng)自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)停留剎車(chē)系統(tǒng)。正確的剎車(chē)方法是

17、：隨著飛機(jī)滑跑速度的減小，逐漸增大正確的剎車(chē)方法是：隨著飛機(jī)滑跑速度的減小，逐漸增大剎車(chē)壓力。剎車(chē)壓力。起落架系統(tǒng)剎車(chē)系統(tǒng)原理圖剎車(chē)系統(tǒng)原理圖起落架系統(tǒng) （1 1）正常剎車(chē)系統(tǒng)）正常剎車(chē)系統(tǒng) 工作原理： 駕駛員踩下剎車(chē)腳蹬，系統(tǒng)壓力經(jīng)剎車(chē)調(diào)壓器流向流量放大器，剎車(chē)壓力與駕駛員的腳蹬力成正比，流量經(jīng)過(guò)放大后，供向剎車(chē)作動(dòng)筒，加快剎車(chē)反應(yīng)速度，使機(jī)輪內(nèi)的剎車(chē)裝置（剎車(chē)片相接觸摩擦）產(chǎn)生剎車(chē)力矩，使飛機(jī)減速。駕駛員松開(kāi)剎車(chē)后，在復(fù)位彈簧的作用下松開(kāi)剎車(chē)，油液經(jīng)原路返回，經(jīng)過(guò)剎車(chē)調(diào)壓器回油箱。 起落架系統(tǒng) （3 3）自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)）自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng) 通過(guò)自動(dòng)剎車(chē)調(diào)壓器調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力。 自動(dòng)剎車(chē)調(diào)壓器與正常的剎

18、車(chē)調(diào)壓器并聯(lián)，通過(guò)轉(zhuǎn)換閥接入正常剎車(chē)系統(tǒng)。 在飛機(jī)著陸前，打開(kāi)自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)，不需要駕駛員用腳操縱。（2 2）備用（應(yīng)急）剎車(chē)系統(tǒng)）備用（應(yīng)急）剎車(chē)系統(tǒng) 在主剎車(chē)系統(tǒng)失效時(shí)，提供應(yīng)急剎車(chē)。起落架系統(tǒng)A320A320起落架系統(tǒng) （4 4）防滯剎車(chē)系統(tǒng)）防滯剎車(chē)系統(tǒng) 飛機(jī)在著陸滑跑過(guò)程中，如果因剎車(chē)過(guò)猛而產(chǎn)生拖胎，不僅不能有效地縮短滑跑距離，而且會(huì)使輪胎過(guò)度磨損甚至爆胎。所以，拖胎是應(yīng)該竭力避免的。防滯系統(tǒng)的功用是：在著陸滑跑過(guò)程中，是剎車(chē)壓力圍剎車(chē)壓力圍繞著臨界剎車(chē)壓力的變化規(guī)律而變化繞著臨界剎車(chē)壓力的變化規(guī)律而變化，以獲得最高的剎車(chē)效率。拖胎：機(jī)輪與地面之間開(kāi)始有了相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象。拖胎：機(jī)輪與地面之間開(kāi)始有了相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象。起落架系統(tǒng) 通過(guò)比較飛機(jī)的速度與機(jī)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)計(jì)算飛機(jī)的滑移率，進(jìn)而控制剎車(chē)壓力，使得剎車(chē)效率最高。機(jī)輪速度機(jī)輪速度飛機(jī)速度飛機(jī)