+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

Шасси самолета конструкция: Шасси самолета. Фото. Видео. Колеса. Посадка на шасси.

0

Шасси самолета. Фото. Видео. Колеса. Посадка на шасси.

 

Шасси самолета – это система, состоящая из опор, которые позволяют летательному аппарату осуществлять стоянку, перемещение машины по аэродрому или воде. С помощью данной системы осуществляется посадка и взлет самолетов. Система шасси состоит из стоек, на которые установлены колеса, поплавки или лыжи. Нужно отметить, что понятие «шасси» довольно обширно, поскольку составляющих стоек несколько, и они могут иметь различное строение.

Шасси обязано отвечать таким специальным требованиям:

  • Управляемость и устойчивость аппарата при перемещении по земле.

  • Иметь необходимую проходимость и не наносить урон взлетной полосе.

  • Должно позволять летательному средству осуществлять развороты на 180 градусов при рулежке.

  • Исключать возможность опрокидывания самолета или касания другими частями аппарата, кроме шасси, при посадке.

  • Поглощение силы удара при посадке и передвижении по неровной поверхности. Быстрое гашение колебаний.

  • Низкие показатели сопротивления при разбеге и высокая эффективность торможения при пробеге.

  • Относительно быстрая уборка и выпуск системы шасси.

  • Наличие аварийной системы выпуска.

  • Исключение автоколебаний стоек и колес шасси.

  • Наличие системы сигнализации о положении шасси.

Кроме этих показателей, шасси самолета должно отвечать требованиям ко всей конструкции летательного аппарата. Такими требованиями являются:

  • Прочность, долговечность, жесткость конструкции при минимальных показателях веса.

  • Минимальное аэродинамическое сопротивление системы в убранном и выпущенном положении.

  • Высокие показатели технологичности конструкции.

  • Долговечность, удобство и экономность при эксплуатации.

 

Разновидности систем шасси

1) Колесное шасси

Колесное шасси может иметь разные схемы компоновки. В зависимости от назначения, конструкции и массы самолета конструкторы прибегают к использованию разных типов стоек и расположения колес.

Расположение колес шасси. Основные схемы

  • Шасси с хвостовым колесом, часто называют такую схему двухстоечной. Впереди центра тяжести расположены две главные опоры, а вспомогательная опора находится позади. Центр тяжести летательного аппарата расположен в районе передних стоек. Данная схема была применена на самолетах времен Второй мировой войны. Иногда хвостовая опора не имела колеса, а была представлена костылем, который скользил при посадке и служил в роли тормоза на грунтовых аэродромах. Ярким примером данной схемы шасси являются такие самолеты, как Ан-2 и DC-3.

  • Шасси с передним колесом, такая схема имеет также название трехстоечное. За данной схемой было установлено три стойки. Одна носовая и две позади, на которые и припадал центр тяжести. Схему начали применять более широко в послевоенный период. Примером самолетов можно назвать Ту-154 и Boeing 747.

  • Система шасси велосипедного типа. Данная схема предусматривает размещение двух главных опор в корпусе фюзеляжа самолета, одна впереди, а вторая позади центра тяжести самолета. Также имеются две опоры по бокам, возле законцовок крыльев. Подобная схема позволяет достичь высоких показателей аэродинамики крыла. В ту же очередь возникают сложности с техникой приземления и расположения оружия. Примерами таких самолетов являются Як-25, Boeing B-47, Lockheed U-2.

  • Многоопорное шасси применяется на самолетах с большой взлетной массой. Данный тип шасси позволяет равномерно распределить вес самолета на ВПП, что позволяет снизить степень урона полосе. В этой схеме спереди могут стоять две и более стойки, но это снижает маневренность машины на земле. Для повышения маневренности в многоопорных аппаратах основные опоры также могут управляться, как и носовые. Примерами многостоечных самолетов является Ил-76, «Боинг-747».

2) Лыжное шасси

Лыжное шасси служит для посадки летательных аппаратов на снег. Данный тип используется на самолетах специального назначения, как правило, это машины с небольшой массой. Параллельно с данным типом могут использоваться и колеса.

 

Составляющие части шасси самолета

  • Амортизационные стойки обеспечивают плавность хода самолета при побеге и разгоне. Основной задачей является гашение ударов в момент приземления. В основе системе используется азото-масляный тип амортизаторов, функцию пружины выполняет азот под давлением. Для стабилизации используются демпферы.

  • Колеса, установленные на самолеты, могут отличаться по типу и размеру. Колесные барабаны изготовляются из качественных сплавов магния. В отечественных аппаратах их окрашивали в зеленый цвет. Современные самолеты оснащены колесами пневматического типа без камер. Они заполняются азотом или воздухом. Шины колес не имеют рисунка протектора, кроме продольных водоотводящих канавок. С помощью их также фиксируется степень износа резины. Разрез шины имеет округлую форму, что позволяет достичь максимального контакта с полотном.

  • Пневматики самолетов оснащаются колодочными или дисковыми тормозами. Привод тормозов может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим. С помощью данной системы сокращается длина пробега после посадки. Летательные аппараты с большой массой оснащаются многодисковыми системами, для повышения их эффективности устанавливается система охлаждения принудительного типа.

  • Шасси имеет набор тяг, шарниров и раскосов, которые позволяют осуществлять крепление, уборку и выпуск.

 

Шасси убирается в больших пассажирских и грузовых самолетах и боевых машинах. Как правило, неубирающееся шасси имеют самолеты с низкими показателями скорости и малой массой.

Выпуск и уборка шасси самолета

Большинство современных самолетов оборудованы гидроприводами для уборки и выпуска шасси. До этого использовались пневматические и электрические системы. Основной деталью системы выступают гидроцилиндры, которые крепятся к стойке и корпусу самолета. Для фиксации положения используются специальные замки и распоры.

Конструкторы самолетов стараются создавать максимально простые системы шасси, что позволяет снизить степень поломок. Все же существуют модели со сложными системами, ярким примером могут послужить самолеты ОКБ Туполева. При уборке шасси в машинах Туполева оно поворачивается на 90 градусов, это делается для лучшей укладки в ниши гондол.

Для фиксации стойки в убранном положении используют замок крюкового типа, который защелкивает серьгу, размещенную на стойке самолета. Каждый самолет имеет систему сигнализации положения шасси, при выпущенном положении горит лампа зеленого цвета. Нужно отметить, что лампы имеются для каждой из опор. При уборке стоек загорается красная лампа или просто гаснет зеленая.

Процесс выпуска является одним из главных, поэтому самолеты оснащаются дополнительными и аварийными системами выпуска. В случае отказа выпуска стоек основной системы используют аварийные, которые заполняют гидроцилиндры азотом под высоким давлением, что обеспечивает выпуск. На крайний случай некоторые летательные аппараты имеют механическую систему открытия. Выпуск стойки поперек потока воздуха позволяет им открываться за счет собственного веса.

Тормозная система самолетов

Легкие летательные аппараты имеют пневматические системы торможения, аппараты с большой массой оснащают гидравлическими тормозами. Управление данной системы осуществляется пилотом из кабины. Стоит сказать, что каждый конструктор разрабатывал собственные системы торможения. В итоге используюся два типа, а именно:

  • Курковый рычаг, который устанавливается на ручке управления. Нажатие пилотом на курок приводит к торможению всех колес аппарата.

  • Тормозные педали. В кабине пилота устанавливают две педали торможения. Нажатие на левую педаль осуществляет торможение колес левой части, соответственно, правая педаль управляет правой частью.

Стойки самолетов имеют антиюзовые системы. Это уберегает колеса самолета от разрывов и возгорания при посадке. Отечественные машины оснащались растормаживающим оборудованием с датчиками инерции. Это позволяет постепенно снижать скорость за счет плавного усиления торможения.

Современная электрическая автоматика торможения позволяет анализировать параметры вращения, скорости и выбирать оптимальный вариант торможения. Аварийное торможение летательных аппаратов осуществляется более агрессивно, невзирая на антиюзовую систему. 

Видео (шасси).

 

Что бывает если садиться без шасси

Стойка шасси самолета

Шасси летательного аппарата — это… Что такое Шасси летательного аппарата?

Шасси летательного аппарата — система опор летательного аппарата, обеспечивающая его стоянку, передвижение по аэродрому или воде при взлёте и посадке. Обычно представляет собой несколько колёс, иногда используются лыжи или поплавки. В некоторых случаях используются гусеницы или поплавки, совмещенные с колесами.

Основные схемы расположения шасси (англ.)русск.:

  • С хвостовым колесом. Главные опоры или опора расположены впереди центра тяжести, а вспомогательная (хвостовая) — позади. (см. Douglas DC-3)
  • С передним колесом. Переднее (носовое) колесо расположено впереди центра тяжести, а главные опоры позади центра тяжести. На стойку в носовой части фюзеляжа обычно приходится 10—15 % массы. Получили распространение в период Второй мировой войны и в послевоенные годы. (см., например, Boeing 747).
  • Велосипедного типа. Две главные опоры расположены в фюзеляже, впереди и позади центра тяжести аппарата. Две боковые опоры крепятся по бокам. Применяется для удаления гондол для шасси и двигателей на крыле, т.е. создания «аэродинамически-чистого» крыла. Следствием такого расположения является усложнённая техника посадки самолёта и затруднение модернизации бомбоотсеков, а также использования внешней подвески вооружения. (см. М-4 и Мясищев 3М, Boeing B-52 Stratofortress, Як-25, -27, -28).

Основными элементами шасси летательного аппарата являются:

У многих летательных аппаратов после взлёта шасси убирается в фюзеляж или крыло. У небольших летательных аппаратов шасси, как правило, не убирается и имеет конструкцию, допускающую замену колёс лыжами или поплавками.

У тяжёлых летательных аппаратов иногда число колёс шасси составляет несколько десятков, объединяемых в тележки.

Основные стойки шасси практически всех самолётов уже давно оборудованы антиюзовой автоматикой[источник не указан 64 дня].

Галерея

  • Передняя стойка Як-40.

  • Колесо в разрезе.

  • Анимация механизма уборки.

  • Гусеничное шасси B-36.

  • Вспомогательная опора Harrier II.

История

Первый в мире серийный биплан с убирающимися шасси — советский ДИ-6 (выпускался серийно в 1937—1938 гг.)[источник не указан 16 дней] .

Ссылки

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 24 октября 2012.

Шасси самолета » Привет Студент!


Привет студент

Шасси самолета предназначено для стоянки и передвижения по земле. Оно обычно снабжается амортизаторами, поглощающими энергию ударов при посадке самолета и при передвижении его по земле, и тормозами, обеспечивающими торможение самолета при пробеге и рулении. Помимо колесного шасси, самолеты могут быть оборудованы лыжами, поплавками (гидросамолеты), гусеницами (самолеты повышенной проходимости).

Сравнительная оценка различных схем шасси

Для устойчивого положения самолета на земле необходимы минимум три опоры. В зависимости от расположения главных и вспомогательных опор относительно центра тяжести самолета различают следующие основные схемы: с хвостовой опорой, с передней опорой и велосипедного типа. Самолеты, оснащенные шасси с хвостовой опорой, имеют главные опоры впереди центра тяжести самолета, расположенные симметрично относительно его продольной оси, а хвостовую опору — позади центра тяжести (рис. 72, а).

У самолета, оснащенного шасси с передней опорой, главные опоры (ноги) расположены позади центра тяжести самолета симметрично относительно его продольной оси; передняя опора расположена в плоскости симметрии самолета, впереди центра тяжести (рис. 72, б).

У самолетов с шасси велосипедного типа обычно центр тяжести находится примерно на равном расстоянии от колес или колесных тележек, которые располагаются в продольной плоскости самолета одно позади другого (рис. 72, в). Боковые опоры, расположенные на концах крыла, ударную нагрузку при посадке и взлете не воспринимают.

Шасси велосипедного типа применяются на скоростных самолетах, поскольку убирать шасси в тонкие крылья стало невозможным (шасси убирается в фюзеляж, а небольшие боковые опоры — в крыло).

Наибольшее распространение на современных самолетах получило трехопорное шасси с носовой опорой, что объясняется рядом преимуществ, которые получает самолет, оснащенный таким шасси.

К достоинствам указанной схемы шасси относятся:

возможность приземления на большей скорости (при этом посадка облегчается и делается более безопасной). Объясняется это тем, что носовая стойка предохраняет самолет от капотирования (заваливания на нос), что позволяет также более энергично тормозить колеса. Причем предотвращается и «козление» самолета, так как центр тяжести располагается впереди главных колес и при ударе главными колесами угол атаки и су крыла уменьшаются;

горизонтальное положение оси фюзеляжа обеспечивает хороший обзор экипажу, создает удобства для пассажиров, облегчает загрузку самолета тяжелыми грузами, позволяет размещать реактивные двигатели горизонтально, при этом газовая струя не разрушает покрытия аэродрома; обеспечивает самолету хорошую устойчивость при пробеге и разбеге.

Вместе с тем схема шасси с передним колесом имеет недостатки: сложность передвижения по мягкому и вязкому грунту, так как «зарывается» переднее колесо, большая опасность при посадке с поврежденной передней ногой, большой вес конструкции, трудность обеспечения значительного объема в передней части фюзеляжа для уборки носового колеса.

Основные части и силовые схемы шасси

Основными частями ноги шасси являются: колеса (на главных опорах обычно тормозные), лыжи или гусеницы, амортизатор, боковые, задние или передние подкосы, замки, запирающие ногу в

выпущенном или убранном положенин, подъемник, обеспечивающий уборку и выпуск ноги.

Шасси неубирающегося типа, в настоящее время применяемое редко, подъемника и замков не имеет.

По конструктивно-силовым схемам шасси можно разделить на ферменные, балочные и ферменно-балочные.

Конструкцию ферменного шасси (рис. 75) образует пространственная ферма, к которой крепится ось колес. Стержни фермы, в число которых входит и амортизационная стойка, воспринимают усилия сжатия и растяжения. Несмотря на малый вес и конструктивную простоту, ферменное шасси в настоящее время применяется редко и только на самолетах малых скоростей, так как уборка та

кого шасси чрезвычайно затруднена.

Балочное шасси (рис. 76) представляет собой консольную балку с верхним концом, заделанным в конструкцию крыла или фюзеляжа. На нижнем конце балки крепится колесо или лыжа. Стойка шасси под действием силы реакции земли работает па сжатие и изгиб. Максимальный изгибающий момент будет в узле крепления, поэтому узел крепления стойки к самолету должен быть достаточно мощным.

Ферменно-балочное шасси (рис. 77) состоит из одной (одностоечное) или двух (двухстоечное) консольных балок, подкрепленных подкосами. Установка подкосов разгружает стойку от изгибающих моментов, боковой подкос — от момента, создаваемого боковой силой, а передний или задний — от момента силы, направленной вдоль оси самолета.

В современной авиации ферменно-балочные шасси получили наибольшее распространение.

Для самолетов с большим полетным весом серьезной проблемой становится проблема уменьшения удельной нагрузки на грунт, так как проходимость самолета по грунту обратно пропорциональна удельному давлению на опорную поверхность шасси. С увеличением числа колес шасси опорная поверхность увеличивается. Поэтому широкое применение получили шасси со спаренным креплением колес на тележке. Наибольшее распространение получили многоколесные тележки с числом колес от четырех до восьми и более. Встречаются самолеты, которые для увеличения проходимости шасси имеют несколько колес, расположенных вдоль фюзеляжа в один или два ряда.

Широкое применение в последние годы получило шасси с рычажной подвеской колес. У такого шасси ось колеса располагается не непосредственно на амортизационной стойке, а на конце вильчатого рычага (см. рис. 76), который к жесткой стойке прикреплен шарнирно.


С подвижной деталью амортизатора (его штоком) вильчатый рычаг соединяется также шарнирно с помощью шатуна. Благодаря шарнирному соединению амортизатор воспринимает только осевые нагрузки и изгиб штока амортизатора таким образом исключается. Рычажная подвеска позволяет амортизировать не только вертикальные, но и горизонтальные силы. За счет рычажной подвески можно значительно уменьшить потребный ход амортизатора и уменьшить высоту стоек шасси.

Шасси самолета может быть убирающимся в полете и неубираюшимся. Очевидно, что конструкция убирающегося шасси значительно сложнее неубирающегося, первое имеет также больший вес за счет механизмов подъема и выпуска как самих шасси, так и створок отсеков и люков, предназначенных для убранного шасси, замков и сигнализации убранного и выпущенного положений. В то же время аэродинамическое сопротивление самолета, совершающего полет с убранным шасси, уменьшается на 20—35% но сравнению с самолетом, шасси которого не убирается. Считают, что для самолетов, у которых удельная нагрузка на крыло превышает 100 кГ/м2, выгодно применять убирающееся шасси.

Шасси можно убрать в крыло, гондолы двигателей и в фюзеляж. Иногда для уборки главных ног шасси используются специальные гондолы, расположенные на крыле.

На самолетах с двумя — четырьмя двигателями, установленными на крыле, главные ноги шасси чаще всего убираются в отсеки гондол двигателей вперед или назад и реже вбок (в крыло). При «чистом» крыле, т. е. когда двигатели устанавливаются на фюзеляже и главные ноги крепятся на крыле, целесообразно ноги убирать в бок по размаху, в этом случае стойки убираются в крыло, а колеса— в ниши фюзеляжа. Хвостовые и передние ноги шасси, закрепленные в фюзеляже, убираются в его отсеки. Передние ноги желательно убирать в сторону, противоположную направлению уборки главных ног; например, если главные ноги убираются вперед, то передняя нога должна убираться назад, что обеспечивает наименьшее изменение центровки самолета при убранном и выпущенном шасси. Хвостовые опоры обычно убираются с незначительным перемещением по продольной оси и заметного влияния на изменение центровки самолета не оказывают. Механизмы уборки и выпуска шасси приводятся в действие гидравлическими, газовыми, электрическими и механическими приводами, для каждой ноги шасси предназначен самостоятельный силовой механизм.

Подкосы и фермы шасси

Лобовые и боковые нагрузки, действующие на ногу шасси, а также скручивающие моменты, которые возникают при разворотах самолета на земле, воспринимаются узлами крепления стойки к самолету и подкосами или фермами.

Подкосы изготавливаются из высококачественных стальных труб или штампованных профилей и реже — из легких сплавов. На концах подкосов привариваются ушки крепления к узлам самолета и к узлам стоек шасси. Некоторые подкосы делаются «ломающимися» для обеспечения уборки и выпуска ноги шасси. В таких подкосах для исключения их самопроизвольного складывания при выпущенном положении шасси в шарнир устанавливается замок. Для устранения динамического влияния лобовых нагрузок на колеса в конструкцию задних подкосов иногда включаются гасители продольных колебаний. Гаситель представляет собой цилиндр с поршнем двустороннего действия, удерживаемый пружиной или чаще сжатым газом в определенном положении. При лобовом ударе колеса пружина или газ в гасителе сжимается и дает возможность колесам отклониться назад. Жидкость, имеющаяся в гасителе, при этом перетекает из одной полости цилиндра в другую через калиброванное отверстие малых размеров и гасит энергию удара.

Фермы свариваются или собираются на болтах из стальных труб и реже из профилей. К фермам присоединяются узлы крепления к фюзеляжу или крылу, амортизационным стойкам, а в некоторых случаях — узлы для крепления подъемников, обеспечивающих уборку и выпуск шасси.

Используемая литература: «Основы авиации» авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Выпуск и уборка шасси самолета

Большинство современных самолетов оборудованы гидроприводами для уборки и выпуска шасси. До этого использовались пневматические и электрические системы. Основной деталью системы выступают гидроцилиндры, которые крепятся к стойке и корпусу самолета. Для фиксации положения используются специальные замки и распоры.

Конструкторы самолетов стараются создавать максимально простые системы шасси, что позволяет снизить степень поломок. Все же существуют модели со сложными системами, ярким примером могут послужить самолеты ОКБ Туполева. При уборке шасси в машинах Туполева оно поворачивается на 90 градусов, это делается для лучшей укладки в ниши гондол.

Для фиксации стойки в убранном положении используют замок крюкового типа, который защелкивает серьгу, размещенную на стойке самолета. Каждый самолет имеет систему сигнализации положения шасси, при выпущенном положении горит лампа зеленого цвета. Нужно отметить, что лампы имеются для каждой из опор. При уборке стоек загорается красная лампа или просто гаснет зеленая.

Процесс выпуска является одним из главных, поэтому самолеты оснащаются дополнительными и аварийными системами выпуска. В случае отказа выпуска стоек основной системы используют аварийные, которые заполняют гидроцилиндры азотом под высоким давлением, что обеспечивает выпуск. На крайний случай некоторые летательные аппараты имеют механическую систему открытия. Выпуск стойки поперек потока воздуха позволяет им открываться за счет собственного веса.

Самолёты[править | править код]

ВСУ самолёта обычно представляет собой относительно небольшой газотурбинный двигатель, используемый для выработки электричества, создания давления в гидравлической системе и кондиционирования воздуха во время нахождения самолёта на земле, запуска основных двигателей, обычно с помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессора ВСУ. Иногда применяется электрический запуск, в этом случае электрический генератор ВСУ работает в форсированном режиме — так, например, действует турбоагрегат ТГ-16, установленный на самолётах Ан-12, Ил-18. Некоторые небольшие ВСУ используются только как источник сжатого воздуха, например АИ-9 или «Сапфир-5». Непосредственно сама установка запускается, как правило, с помощью электростартера.В более современном варианте в качестве ВСУ используется турбостартер на двигателе, который в режиме ВСУ работает на коробку приводов (на которой расположены генераторы и гидронасосы). Примером может служить разработанный ОАО «Климов» агрегат ГТДЭ-117 (газотурбинный двигатель энергоузел) силовой установки самолёта МиГ-29 в составе двигателей РД-33 и КСА-2 и ГТДЭ-117-1 двигателя АЛ-31Ф самолёта Су-27.

Первым лайнером, использующим газотурбинный двигатель в качестве ВСУ, был Boeing 727 в 1963 году.

ВСУ позволяет поддерживать работоспособность самолётных систем и оборудования при выключенных двигателях в слабо оснащённых или необорудованных аэропортах, что резко повышает автономность и позволяет выполнять техническое обслуживание самолёта с минимальным привлечением аэродромных служб.

В современных пассажирских реактивных самолётах ВСУ обычно располагается в хвостовой части. У большинства современных самолётов можно увидеть сопло ВСУ, выходящее из хвоста. Забор воздуха для ВСУ часто осуществляется прямо из технического отсека, при этом в наиболее удобном месте отсека располагаются поворотные створки для сообщения с забортным пространством.

  • ВСУ самолёта Airbus (320 серии)
  • ТА-6А — вид спереди, со стороны агрегатов
  • Хвост Ту-134 с открытой створкой забора воздуха ВСУ ТА-8 (под РН

    )

Классификация

По назначению самолеты делятся на две большие группы: гражданские и военные. Основные части пассажирского самолета отличаются наличием оборудованного салона для пассажиров, занимающего большую часть фюзеляжа. Отличительной чертой являются иллюминаторы по бокам корпуса.

Гражданские самолеты подразделяются на:

  • Пассажирские – местных авиалиний, магистральные ближние (дальность меньше 2000 км), средние (дальность меньше 4000 км), дальние (дальность меньше 9000 км) и межконтинентальные (дальность более 11 000 км).
  • Грузовые – легкие (масса груза до 10 т), средние (масса груза до 40 т) и тяжелые (масса груза более 40 т).
  • Специального назначения – санитарные, сельскохозяйственные, разведывательные (ледовая разведка, рыборазведка), противопожарные, для аэрофотосъемки.
  • Учебные.

В отличие от гражданских моделей, части военного самолета не имеют комфортабельного салона с иллюминаторами. Основную часть фюзеляжа занимают системы вооружения, оборудование для разведки, связи, двигатели и другие агрегаты.

По назначению современные военные самолеты (учитывая боевые задачи, которые они выполняют), можно разделить на следующие типы: истребители, штурмовики, бомбардировщики (ракетоносцы), разведчики, военно-транспортные, специальные и вспомогательного назначения.

Тормозная система самолетов

Легкие летательные аппараты имеют пневматические системы торможения, аппараты с большой массой оснащают гидравлическими тормозами. Управление данной системы осуществляется пилотом из кабины. Стоит сказать, что каждый конструктор разрабатывал собственные системы торможения. В итоге используюся два типа, а именно:

  • Курковый рычаг, который устанавливается на ручке управления. Нажатие пилотом на курок приводит к торможению всех колес аппарата.
  • Тормозные педали. В кабине пилота устанавливают две педали торможения. Нажатие на левую педаль осуществляет торможение колес левой части, соответственно, правая педаль управляет правой частью.

Стойки самолетов имеют антиюзовые системы. Это уберегает колеса самолета от разрывов и возгорания при посадке. Отечественные машины оснащались растормаживающим оборудованием с датчиками инерции. Это позволяет постепенно снижать скорость за счет плавного усиления торможения.

Современная электрическая автоматика торможения позволяет анализировать параметры вращения, скорости и выбирать оптимальный вариант торможения. Аварийное торможение летательных аппаратов осуществляется более агрессивно, невзирая на антиюзовую систему.

6. Шасси самолета

Конструкция и эксплуатация

 

воздушных судов для пилотов и

 

бортинженеров

Гидравлический комплекс самолета предназначен для питания рабочей жидкостью следующих потребителей:

−приводов системы управления самолетом и механизации крыла;

−сети уборки-выпуска шасси;

−механизмов поворота колес передней опоры;

−сети торможения колес;

−сети управления стеклоочистителями и др.

Надежность гидропитания потребителей обеспечивается тем, что каждая рулевая поверхность управляется от всех четырех гидросистем, тормоза работают от трех гидросистем, а ответственные потребители (закрылки, шасси и т.д.) – от двух гидросистем. Менее ответственные потребители и потребители, которые работают только на земле, управляются от одной гидросистемы.

6.ШАССИ САМОЛЁТА

6.1.Основные схемы шасси

Шасси предназначено для стоянки и передвижения самолета по земле. Оно оснащено амортизаторами, поглощающими энергию ударов при посадке и при передвижении по земле, и тормозами, обеспечивающими торможение самолета при пробеге и рулении. Для устойчивого положения самолета на земле необходимы минимум три опоры. В зависимости от расположения опор шасси относительно центра тяжести самолета различают следующие основные схемы: а) с передней опорой, б) с хвостовой опорой и в) велосипедного типа (рис. 6.1).

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г

Составитель: В.М. Корнеев

45

 

Разработчик: С. П. Пугин.

 

Конструкция и эксплуатация

 

воздушных судов для пилотов и

 

бортинженеров

6. Шасси самолета

Рис. 6.1. Основные типы шасси:

1 – передняя опора; 2 – главные опоры; 3 – задняя опора; 4 – подкрыльные опоры

Схема шасси и ее параметры определяют характеристики устой чивости и управляемост и самолета при его движении по грунту, в лияют на нагружение опор.

Трехопорная схема ш асси с передней опорой (см. рис. 6.1) характеризуется н аличием двух основных опор, расположенных несколько позади центра тяжести, и одной передней, вынесенной на значительное расстояние вперед от центра тяжести самолета. Такая схема пришла на смену схеме шасси с хвостовой опорой (см. рис. 6.1).

Трехопорная схема шасси с хвостовой опорой в настоя щее время применяется редко, в основном на легких учебны х и вспомогательных самолетах.

Применяетсятакжевелосипедная(двухопорная) схемашасси(см. рис. 6.1).

На современных самолетах наибольшее распространение получила трехопорная схема шасси с передней опорой. О бъясняется это следующим: носовая стойка предохран яет самолет от капотирования, что позволяет бо лее энергично затормаживать колеса; предотвращается «козление» самолета, т.к. центр тяжести расп олагается впереди основных колес, и при ударе основными стойками о ВПП при посадке угол атаки и коэффициент подъем ной силы крыла (СY) уменьшаются.

Кром е этого горизонтальное положение оси фюзеляжа обеспечивает хороший обзор экипажу, создает удобства для пассажиров, облегчает загрузк у самолета тяжелыми грузами, п озволяет разме щать реактивные двигатели горизонтальн о, при этом газовая струя не разрушает аэродрома, обеспечивает самолету хорошую устойчивость при пробеге и разбеге.

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г

Составитель: В.М. Корнеев

46

 

Разработчик: С. П. Пугин.

 

Конструкция и эксплуатация

 

воздушных судов для пилотов и

 

бортинженеров

6. Шасси самолета

Вместе с тем, схема шасси с передней опорой имеет и недостатки: сложность передвижения по мягкому и вязкому грунту, т.к. «зарываются» колеса передней опоры; большая опасность при посадке с поврежденной передней опорой.

Передняя опора крепится к фюзеляжу, главные – к крылу или к фюзеляжу. Крепление основных опор к фюзеляжу часто позволяет упростить их конструкцию, уменьшить размеры и вес, особенно для самолета с высокорасположенным крылом, и всегда упрощает задачу размещения стоек в убранном положении.

Основные геометрические параметры схемы (рис. 6.2) – это продольная база, колея, высота шасси, вынос

 

основных

опор

относительно

центра

 

тяжести, а

также углы: посадочный

 

(угол между поверхностью земли и ка-

 

сательной к задней части фюзеляжа,

 

исходящей из точки соприкосновения

 

колес основных опор и грунта), угол

 

выноса основных опор. Большинство

Рис. 6.2. Параметры трехопорного шасси

перечисленных

параметров

связаны

с носовым колесом

между собой.

 

 

С целью уменьшения веса стоек желательно иметь небольшую высоту шасси. Однако чтобы обеспечить посадочный угол атаки, высоту стоек приходится увеличивать. Посадочный угол выбирается из условия, чтобы при посадке самолет не касался грунта хвостовой частью фюзеляжа.

Угол выноса шасси должен быть больше посадочного угла, для того чтобы при посадке предотвратить опрокидывание самолета на хвост.

Вынос основных опор шасси относительно центра тяжести обычно составляет 10-12 % от базы шасси, что влияет на распределение нагрузки между опорами.

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г

Составитель: В.М. Корнеев

47

 

Разработчик: С. П. Пугин.

 

Конструкция и эксплуатация

 

воздушных судов для пилотов и

 

бортинженеров

6. Шасси самолета

Колея шасси влияет на характеристики поперечной устойчивости, а также на управляемость самолета при движении по грунту. На колею часто решающее значение оказывают соображения, связан ные с удобством крепления стоек и возможностью уборки шасси.

Велосипедная схема шасси характеризуется наличием двух основных опор, расположенных под фюзеляжем, и двух подк рыльных стоек, основное назначение которых – предохранить самолет от опр окидывания на крыло.

Велосипедная схема шасси – вынужденная схема. Переход к ней обусловлен трудностями размещения опор на крыле, особенно на больших самолетах с высокорасположенным крылом, у которых длина стоек при расположении под крылом может достигать 3-4 м и более.

При велосипедной схеме шасси из-за сравнительно большой нагрузки на переднюю опору отрыв ее на взлете затру дняется. Для облегчения взлета в констр укцию шасси включают механиз м «вздыбливания» передней опоры или «приседания» задней опоры. Вздыбливание уве личивает угол атаки крыла на 2-4°, благод аря чему увеличивается подъемн ая сила. Дополнительные механизмы («вздыбливания», уборки и выпуска подкрыльн ых стоек) усложняют конструкцию шасси и понижают уровень безопасности полетов.

Многоопорн ые схемы шасси (рис. 6.3) фактическ и соответствуют трехопорной схеме с передней опорой и применяются н а самолетах повышенной проходимости и на тяжелы х самолетах, которые требуют большого количества колес.

Рис. 6.3. Многоопорные шасси

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г

Составитель: В.М. Корнеев

48

 

Разработчик: С. П. Пугин.

 

Конструкция самолета МиГ-3. Шасси и ВМГ.

Шасси трехточечное, убирающееся в полете. Механизм уборки шасси и тормоза пневматического типа.

Стойки главного шасси из стали 30 ХГСА. Стойки оснащались гидропневматическими амортизаторами типа «Юнкерс» рабочим давлением 39 атм. Ход амортизатора 250-270 мм. Гидросмесь состояла из 30% глицерина и 70% спирта.

Колеса главного шасси имели размеры 600×180 мм на МиГ-1 и 650×200 мм на МиГ-3.

Основные опоры шасси крепились к торцевым, усиленным, нервюрам центроплана, их уборка и выпуск обеспечивались пневмоцилиндрами. В убранном положении опоры закрывались шитками; каждый шиток состоял из пяти частей, три из которых были подвижными относительно стойки. Две средние части щитка складывались «гармошкой» по мере обжатия амортстойки. Сигнализация выпущенного и убранного положения шасси — электрическая с механическим дублированием (штыри-«солдатики» убранного положения). Масса одной стойки шасси с механизмом уборки, колесом и шитками составляла 85 кг.

Аварийный выпуск шасси осуществлялся с помощью механической тросовой проводки и индивидуальными лебедками на каждую стойку.

Колея главного шасси составляла 2,8 м, база 5,08 м.

Костыльная установка оснащалась гидропневматической амортизацией и системой уборки. Вместо нормального пневматика было применено цельнолитое колесо (грузошина) размерностью 170×90 мм (на более поздних вариантах МиГ-3 его заменил «дутик» — пневматическое колесо большего размера). Соответственно У МиГ-1 створки хвостовой колесной ниши были простые, у МиГ-3 сначала створки имели вырез, а позднее выпуклость, для выступающей части колеса. В выпущенном положении хвостовое колесо отклонялось синхронно с положением руля направления в диапазоне ±10°. После уборки хвостовой опоры, которая осуществлялась с помощью троса, прикрепленного к левой стойке шасси. Масса костыльной установки с щитками — 15 кг.

Винтомоторная группа. Самолеты МиГ-1 и МиГ-3 оснащались 12-цилиндровыми V-образными двигателями жидкостного охлаждения АМ-35А. Взлетная мощность двигателя 1350 л.с., на высотах от земли и до 6000 м его мощность поддерживалась приблизительно постоянной в пределах 1100—1250 л.с. с помощью приводного центробежного нагнетателя (ПЦН) и регулятора постоянства давления наддува (РПД). Самолет оснащался трехлопастным автоматическим винтом изменяемого в полете шага ВИШ-22Е диаметром 3 м. Постоянную частоту вращения винта обеспечивал центробежный регулятор Р-2. Угол установки лопастей изменялся в пределах 24—44°. Втулка винта закрывалась коком, изготовленным из электрона.

Двигатель крепился к мотораме двенадцатью болтами. Капот мотора состоял из семи панелей. Помимо четырех съемных панелей для подхода к узлам и агрегатам двигателя снизу под центропланом были предусмотрены два больших люка на петлях. Еще несколько лючков, размешенных на капоте и обшивке фюзеляжа, облегчали доступ к свечам и заливным горловинам баков. Воздух к приводному центробежному нагнетателю мотора подводился через всасывающие патрубки, размещенные в носке центроплана, выхлоп — через сдвоенные реактивные патрубки из жаропрочной стали. Винтомоторная установка весила 1469 кг, в том числе двигатель с водой и маслом — 905 кг, винт ВИШ-22Е — 143 кг и моторама — 36 кг.

Непосредственно под кабиной пилота размешался закрытый обтекателем водяной радиатор ОП-229 емкостью 40 л и лобовой площадью 2300 см² (у МиГ-1) или ОП-310 (у МиГ-3). Регулирование температуры воды осущестлялось при помощи подвижной задней заслонки.

Пол кабины снимался, что обеспечивало хороший доступ к проводке управления и водяному радиатору. От двигателя кабина отделялась противопожарной перегородкой.

Масло охлаждалось в двух маслорадиаторах ВМС-9, установленных симметрично слева и справа от двигателя в двух тоннелях. Регулировка температуры осуществлялась посредством заслонок на выходе, регулируемых на угол открытия до 35°.

Запуск двигателя осуществлялся сжатым воздухом от обшей пневмосистемы, питавшейся от бортового баллона (рабочее давление 120—150 атм) и компрессора АК-50.

Вооружение. О вооружении самолета подробно здесь. Пулеметы ШКАС ставили на лафетах по бокам от блока цилиндров, а пулемет УБ ставили на фюзеляжной раме. Спуск пулеметов осуществлялся пневматически, с помощью двух кнопок на ручке управления. Одна кнопка служила для спуска двух ШКАСов, другая — для спуска УБС.

В случае аварии пневматической системы, спуск дублировался механически. Выброс стреляных гильз и звеньев пулеметных лент происходил через окно на левой стороне туннеля радиатора.

Амортизационная стойка шасси самолета

 

Решение относится к области самолетостроения, в частности, к конструкциям амортизационных стоек самолетных шасси. Представлен вариант исполнения амортизационной стойки с управляемой системой амортизации, обеспечивающий высокую долю рассеяния вертикальной кинетической энергии посадки на обратном ходе амортизации за этап первоначального посадочного удара и энергий первоначального воздействия неровностей в процессе пробега (разбега) самолета. В стойке предусмотрена установка изолированной гидравлической камеры обратного хода, соединенной посредством распределителя и демпфирующего дросселя с гидросистемой самолета. Включением в работу камеры в режим гидравлического демпфирования на этапе обратного хода амортизации обеспечивается системой управления автоматически и соответственно автоматическое ее отключение по свершению обратного хода. 1 с.п. ф-лы, 7 илл.

Решение относится к области самолетостроения, в частности к конструкциям амортизационных стоек самолетных шасси, и может быть использовано в основных и передних стойках шасси для амортизации ударов, действующих на него при посадке и в процессе пробега (разбега) самолета.

Известен гидропневматический однокамерный амортизатор опоры шасси летательного аппарата, содержащий цилиндр, шток, плунжер, в котором размещены зарядные клапаны и трубку (1).

Однако в этом патенте решается задача, главным образом, уменьшения веса и снижения трудоемкости изготовления с применением амортизаторов пассивной амортизации, при которой энергии упругости пневматиков колес и упругости конструкций планера и элементов шасси от воздействий посадочного удара и неровности полосы возвращаются в конструкцию самолета практически нерассеяной.

Известна амортизационная стойка шасси самолета, содержащая цилиндрический стакан, в котором установлен шток с неподвижной диафрагмой, клапаном торможения и плавающим поршнем, образующих гидравлическую и замкнутую штоковую газовую камеры (2).

Недостатком этой амортизационной стойки является малая доля рассеивания энергии посадки на обратном ходе амортизации первого посадочного удара при приземлении, что приводит к подскоку и козлению самолета, увеличивает динамические нагрузки на самолет, а при воздействии неровностей полосы в процессе пробега (разбега) к проявлению колебаний типа раскачка, нарушающая устойчивый контакт колес с землей для безопасного управления самолетом и эффективного торможения.

Задачей решения является повышение уровня безопасности посадки самолетов.

Технический результат — снижение динамических нагрузок на самолет при приземлении, пробеге (разбеге) за счет эффективного рассеивания энергии посадки на обратном ходе амортизации и сокращение дистанции пробега за счет эффективного торможения.

Эта цель достигается тем, что амортизационная стойка шасси самолета, содержащая цилиндрический стакан, в котором установлен шток с неподвижной диафрагмой, клапаном торможения и плавающим поршнем, образующие гидравлическую камеру прямого хода и штоковую газовую камеру, снабжена изолированной гидравлической камерой обратного хода, отделенной от гидравлической камеры прямого хода плавающим поршнем и ограничительными упорами, двухпозиционным золотниковым распределителем с управлением от давления и пружинным возвратом для сообщения надпоршневой полости камеры напрямую с нагнетающей магистралью через запорный обратный клапан или через демпфирующий дроссель со сливной магистралью гидросистемы самолета, блоком управления перемещением золотника распределителя, включающим управляющий золотниковый распределитель с управлением от кулачка и пружинным возвратом, неподвижно установленным на стакане, управляющий золотник с возвратной пружиной, гильзой и толкателем, привод вращения кулачка, который состоит из кулачка-обоймы с двухуровневой профильной дорожкой, внутренней цилиндрической поверхностью насажен на подпруженные ролики, сепаратора для роликов, ведущей оси шлиц-шарнира, упора-буфера и пружины кручения, которая своими концами связывает кулачок-обойму с сепаратором.

Настоящим решением представлена конструкция амортизационной стойки шасси с управляемой системой амортизации с высоким уровнем рассеяния энергии первоначальных воздействий за этап обратного хода амортизации, что позволяет решать задачи повышения уровня безопасности посадки самолетов, снижения динамических нагрузок на самолет и сокращение дистанции пробега за счет эффективного торможения.

На фиг.1 показан общий вид амортизационной стойки шасси с управляемой системой амортизации и схема ее подключения к гидросистеме самолета.

На фиг.2 — сечение клапана торможения амортизатора; слева — при прямом ходе штока, справа — при обратном.

На фиг.3 — устройство двухпозиционного золотникового распределителя.

На фиг.4 и фиг.4А — устройство блока управления перемещением золотника распределителя.

На фиг.5 — экспериментальная сравнительная характеристика рассеяния кинетической энергии посадки, полученная при копровых испытаниях шасси серийного самолета, в вариантах применения штатного шасси (сплошная линия) и шасси с управляемой системой амортизации (пунктирная линия).

На фиг.6 — переходные процессы моделирования посадки сбалансированного серийного самолета в вариантах штатного шасси (кривая 1) и шасси с управляемой системой амортизации (кривая 2).

На фиг.7 и фиг.7А — изменение во времени силы, действующей со стороны шасси на планер при переезде нормированной единичной неровности, смоделированы для пробега серийного самолета со штатным шасси с пассивной амортизацией (сплошная линия) и шасси с управляемой амортизацией (пунктирная линия).

Исполнение амортизационной стойки телескопического типа согласно настоящего решения показано на фиг.1.

Амортизационная стойка шасси самолета состоит из цилиндрического стакана 1, в котором размещен шток 2. В верхней части штока установлена неподвижная диафрагма 3 с ввертной гильзой 4, в которой размещен клапан торможения 5, клапан поджат пружиной 6 к седлу протока в гильзе, показанном на фиг.2.

Во внутренней поверхности штока размещен плавающий поршень 7, разделяющий гидравлическую камеру прямого хода I от штоковой газовой камеры II.

Нижняя часть штока с помощью оси опирается на пневматики колес 8 и соединяется с цилиндрическим стаканом 1 подвижными звеньями — нижним шлиц-шарниром 9 и верхним шлиц-шарниром 10.

В верхней части стакана 1 размещена изолированная гидравлическая камера обратного хода III, отделенная от гидравлической камеры прямого хода I плавающим, между нижним и верхним упорами 11, поршнем 12, цилиндра 13 с крышкой 14. Надпоршневая полость камеры обратного хода III посредством двухпозиционного золотникового распределителя 15, более подробно показан на фиг.3, позицией Н золотника 16, удерживаемой возвратной пружиной 17 относительно окон гильзы 18, напрямую через запорный обратный клапан 19 соединяется с каналом нагнетающей магистрали 20, а в позиции С через встроенный демпфирующий дроссель 21 со сливной магистралью 22 гидросистемы самолета. Распределитель 15 фланцевой поверхностью К корпуса 23 крепится к стакану 1.

В нижней части стакана 1 установлен блок управления 24 для формирования управляющего потока Py, включающий управляющий двухпозиционный золотниковый распределитель с управлением от кулачка и пружинным возвратом 25 (фиг.1 и фиг.4), неподвижно установленном в проушине 26 стакана 1, толкатель 27, корпус 28, гильзу 29, управляющий золотник 30 с пружиной возврата 31, привод вращения кулачка, который состоит из кулачка-обоймы 32, внутренней цилиндрической поверхностью насажен на подпружинные ролики 33 контактирующие с плоскими рабочими поверхностями сепаратора 34, ведущей оси 35, неподвижно закрепленной в верхнем шлиц-шарнире 10, упора-буфера 36 на стакане 1 и пружины кручения 37, своими концами связывающую кулачок-обойму 32 с сепаратором 34. Вращение сепаратора 34 передается от колебательного движения шлиц-шарнира 10 в проушинах 38 стакана 1. Кулачок-обойма 32 снабжен двухуровневой профильной дорожкой Д с перепадом высоты профиля h, a толкатель 27 и управляющий золотник 30 распределителя 25 под действием пружины 31 контактируют с дорожкой Д.

Работа амортизационной стойки с системой управляемой амортизацией осуществляется следующим образом.

Прямой ход амортизации. При включенном модуле 39 гидросистемы самолета в режим управляемой амортизации изолированная камера обратного хода III под действием высокого давления нагнетающей магистрали, превышающее рабочее давление в камере I, заполнена жидкостью и заперта обратным клапаном 19, плавающий поршень 12 находится на нижнем упоре 11 и не участвует в работе амортизации прямого хода. За счет расклиненных положений роликов в клиновой щели между сепаратором 34 и внутренней цилиндрической поверхностью кулачка-обоймы 32, кулачок-обойма находится в неподвижном состоянии и прижат пружиной кручения 37 к упору-буферу 36 стакана 1, положение толкателя 27 на уровне h=0 его профильной дорожки Д, управляющим золотником 30 перекрыт управляющий поток P y, а канал У соединен со сливной магистралью 22 (фиг.4)

Вертикальная кинетическая энергия посадки самолета при приземлении и энергия воздействий неровностей полосы при пробеге (разбеге) поглощаются на прямом ходе амортизации (прямой ход штока) упругостью пневматиков колес, упругостью конструкции планера и элементов шасси, силами сжатия газа камеры II, рассеивается силами гидравлического сопротивления протока жидкости из камеры I в камеру IV, которая наполняется рабочей жидкостью в течение прямого хода, через демпфирующую щель fn клапана торможения 5 (фиг.2) и силами трения в направляющих штока 2 и стакана.

Обратный ход амортизации. По свершению прямого хода, его момент автоматически отслеживается равенством нулю скорости перемещения штока 2 относительно стакана 1, и соответственно равенством нулю угловой скорости вращения верхнего шлиц-шарнира 10, а также выравниванием рабочего давления в камерах I и II, при этих условиях независимо от величины свершенного за этап прямого хода штока 2, происходит автоматическое отсекание взаимодействия газовой камеры II с массой планера путем перекрытия под действием силы пружины 6 протока fn в гильзе 4 клапаном торможения 5 (фиг.2). При страгивании штока 2 на обратный ход происходит заклинивание роликов 33 в клиновой щели между кулачком-обоймой 32 и сепаратором 34, захват во вращения кулачка-обоймы 32 в направлении вращения сепаратора 34 (соответствует обратному ходу штока), подъем толкателя 27 на уровень h=ho профильной дорожки кулачка-обоймы 32, а перемещение управляющего золотника 30 от этого подъема соединяет канал питания 40 распределителя 25 с каналом управления У, показан на фиг.4. Золотник 16 распределителя 15 под действием давления управления Py в камере У, своим перемещением до упора h отсекает канал нагнетающей магистрали 20, а канал III соединяет со сливной магистралью 22, в результате чего под действием сил упругости пневматиков и планера дросселирование потока жидкости при совместной работе камер I и III в канал сливной магистрали 19 осуществляется через демпфирующий дроссель 21, а из замкнутой камеры IV под действием сжатого газа через демпфирующую щель fo клапана торможения 5 показаны на фиг.3 и фиг.2.

Согласно законов динамики колебания массы планера на упругой характеристике системы «упругий пневматик+упругий планер» при наличии достаточных сил вязкого сопротивления дросселя 21, и дросселя fo клапана торможения 5 затухание движения массы планера происходит за полупериод убывания в пределах величины обратного хода амортизации, определяемого статическим отклонением от действия результирующей силы на массу планера, что исключает ее отскок от земли. При достижении равновесного положения массы планера или начало прямого хода от внешнего воздействия система управления автоматически переключает работу амортизации на этап прямого хода (описанный выше), а именно, расклинивание роликов 33 в клиновой щели, возврат кулачка-обоймы 32 на упор буфера 36, подключение нагнетающей магистрали 20 в позицию Н (наполнение рабочей жидкостью камеры III), отключение камеры III от сливной магистрали 22 для восприятия последующих ударных воздействий.

При отключенном канале питания 40 работа амортизационной стойки происходит в режиме пассивной амортизации.

Амортизационная стойка шасси с управляемой системой амортизации, согласно настоящего решения, апробирована в лабораторных натурных испытаниях на копре для одного из серийных самолетов. На фиг.5 показана сравнительная экспериментальная характеристика рассеяния кинетической энергии посадочной массы G за этап первого удара в вариантах применения штатного шасси с пассивной амортизацией (сплошная линия) и шасси с управляемой системой амортизации (пунктирная линия). Характеристику рассеяния энергии посадки за этап первого удара оценивали высотой подскока — Н массы G от уровня 0-0 динаметрической плиты копра в зависимости от посадочных параметров — Vy — (вертикальная скорость посадки в момент касания колес плиты) и , где Y — подъемная сила крыла, G — масса планера, приходящаяся на стойку. Видно, что в варианте стойки с управляемой амортизацией реализуется безотрывный контакт колес с плитой, в варианте штатной стойки — отскок массы G на высоту Н с последующим посадочным ударом.

Применение предложенной амортизационной стойки шасси самолета с управляемой системой амортизации позволяет получить путем дополнительного рассеяния энергии упругости планера и шасси на обратном ходе амортизации устойчивое движение самолета по земле при сохранении контакта колес с землей за этап первого воздействия с посадочной полосой при приземлении и воздействия с неровностями при пробеге (разбеге), тем самым исключить склонность сбалансированного самолета к возбуждению колебаний типа козление, прогрессирующее козление с возрастанием перегрузки на последующих ударах, потерю длины посадочной полосы на их исправление и неизбежное повторное приземление с перегрузкой, гашение тангажных колебаний типа раскачка, сокращение длины посадочной дистанции и уменьшение нагрузки на планер. Это, в конечном итоге, расширяет диапазон безопасных условий эксплуатации самолета, включая посадки на три точки и посадки с неполным выравниванием, повышает ресурс самолета в целом.

На фиг.6 показаны результаты моделирования посадки сбалансированного по тангажу самолета при угле атаки крыла 5° и первоначальным касанием колесами полосы с Vy=2,7 м/сек и =0,020. В варианте штатного шасси с пассивной амортизацией видно козление (кривая 1) отход центра тяжести самолета от полосы на высоту Н=1,93 м отрицательное значение высоты, повторное приземление через 4,5 сек. с перегрузкой, указанной в скобках, в варианте шасси с управляемой амортизацией согласно настоящего решения (кривая 2) козление исключено — реализовано безотрывное от земли движение колес с этапа первоначального касания полосы.

На фиг.7 фиг.7А показано изменение во времени силы, действующей со стороны передней и основных стоек шасси на планер при переезде нормированной единичной неровности колесами основных стоек, а движение колес передней стойки по ровной полосе с путевой скоростью Vx=36 м/сек, смоделированы для пробега самолета в вариантах штатного шасси (сплошная линия) и шасси с управляемой амортизацией (пунктирная линия). Для шасси с управляемой амортизацией видно существенное снижение цикличности нагружения и безотрывный контакт колес с полосой.

Амортизационная стойка шасси самолета, содержащая цилиндрический стакан, в котором установлен шток с неподвижной диафрагмой, клапаном торможения и плавающим поршнем, образующие гидравлическую камеру прямого хода и штоковую газовую камеру, отличающаяся тем, что она снабжена изолированной гидравлической камерой обратного хода, отделенной от гидравлической камеры прямого хода плавающим поршнем и ограничительными упорами, двухпозиционным золотниковым распределителем с управлением от давления и пружинным возвратом для сообщения надпоршневой полости камеры напрямую с нагнетающей магистралью через запорный обратный клапан или через демпфирующий дроссель со сливной магистралью гидросистемы самолета, блоком управления перемещением золотника распределителя, включающим управляющий золотниковый распределитель с управлением от кулачка и пружинным возвратом, неподвижно установленным на стакане, управляющий золотник с возвратной пружиной, гильзой и толкателем, привод вращения кулачка, который состоит из кулачка-обоймы с двухуровневой профильной дорожкой, внутренней цилиндрической поверхностью насажен на подпруженные ролики, сепаратора для роликов, ведущей оси шлиц-шарнира, упора-буфера и пружины кручения, которая своими концами связывает кулачок-обойму с сепаратором.

Конструктивно- силовые схемы шасси

ШАССИ САМОЛЕТА

 

Компоновка шасси

 

Шасси самолета представляют систему опор, необходимых для маневрирования по аэродрому , разбега и пробега самолета при взлете, посадке и стоянки. Во время взлета и посадки шасси поглощает и рассеивает кинетическую энергию ударов и поступательного движения.

Шасси должно обеспечивать устойчивое движение самолета во время пробега, заданную проходимость по грунту и иметь минимальный вес и габариты.

По количеству и взаимному расположению шасси различают следующие компоновочные схемы.

Трехопорные шасси с хвостовой опорой (рис. 4.1 а) характеризуется посадочным углом φ между осью самолета и касательной к главной и задней опорам; противокапотажным углом γ между вертикалью при взлете и прямой, соединяющей центр тяжести самолета и точку касания главной опоры; углом выноса шасси λ= γ+ φ., колеей шасси Вш , представляющей расстояние между главными опорами.

Рассмотренная схема шасси обладает рядом недостатков – плохая путевая устойчивость, опасность капотирования при резком торможении, наклонный пол кабины при стоянке, возможность взмывания самолета при посадке.

С увеличением посадочных скоростей эти недостатки стали проявляться в большей степени. Поэтому схема шасси с хвостовой опорой , обладающая минимальным весом, применяется на легких самолетах с поршневыми двигателями.

 

 

Рис.4.1. Схемы шасси

 

 

Основной схемой шасси современных самолетов является трехопорная схема с носовым колесом (рис. 4.1 б).

Она характеризуется следующими параметрами: посадочным углом φ между осью фюзеляжа и касательной к главным опорам и нижней точки хвостовой части фюзеляжа; стояночным углом φс между осью фюзеляжа и плоскостью земли; противокапотажным углом γ; высотой шасси Η; высотой главных опор e, относительно центра тяжести, колеей шасси Bш и базой шасси вш, представляющей расстояние между носовой и главными опорами

Рассмотренная схема шасси обеспечивает хорошую путевую устойчивость, ухудшению проходимости по грунту, снижению безопасности при поломке носового колеса, возможности самовозбуждающихся колебаний типа шимми.

Велосипедная схема шасси (рис. 4.1. в) характеризуется наличием двух основных опор, расположенных под фюзеляжем, и подкрыльных опор, предохраняющий самолет от опрокидывания на крыло. Шасси характеризуется теми же параметрами, что и предыдущая схема и отличается лишь большим выносом шасси относительно центра тяжести. Велосипедная схема шасси является вынужденной и применяется для истребителей- бомбардировщиков с высоко — расположенным тонким крылом.

Из-за сравнительно большой нагрузки на носовую опору затруднен отрыв самолета при взлете. Для облегчения взлета применяются механизмы «вздыбливания » передней опоры или «приседания» задней опоры. Это значительно утяжеляет вес шасси и усложняет технику пилотирования.

Многоопорные шасси применяются на тяжелых самолетах, эксплуатирующихся на грунтовых аэродромах. Для повышения проходимости самолета требуется большое количество колес или дополнительные опоры. Дополнительная центральная опора смещается относительно основных для удобства уборки шасси в фюзеляж. Для улучшения маневренности самолета задняя стойка может выполняться управляемой.

Конструктивно- силовые схемы шасси

 

Нога шасси современных самолетов состоит из опорных элементов (колес, лыж) ; амортизаторов для поглощения кинетической энергии; амортизаторных стоек, механизмов уборки и выпуска шасси ; замков, фиксирующих шасси в убранном и выпущенном положении; механизмов поворота и управления шасси.

На самолетах применяются преимущественно три схемы шасси:

· ферменная,

· балочная

· и ферменно-балочная или подкосная.

Ферменная конструкция является наиболее легкой, поскольку основными элементами служат подкосы, работающие на растяжение- сжатие. Ферменные стойки применяются на не убирающимся шасси легких самолетов (например, АН-2) и поэтому распространены сравнительно редко.

Балочная схема (4.2.а) наиболее проста по конструкции и компактна. Стойка закреплена шарнирно по оси О-О\ и фиксируется замком или упором. В узле крепления изгибающий момент достигает наибольшей величины. При большой длине стойки шасси получаются тяжелыми. Для уменьшения нагрузки в узле крепления применяются подкосы, разгружающие амортизаторную стойку в одной или двух плоскостях. Такая схема называется подкосной или ферменно-балочной (4.2.б).

Конструкция шасси состоит из амортизаторной стойки 1, боковых подкосов 2, траверсы с цапфами 3, цилиндра- подъемника 4, складывающегося лобового подноса 5, механизма поворота колес 6. двухзвенника (шлиц-шарнир) 7, колес 8.

Стойка является основным элементом шасси, связывающая опоры шасси с конструкцией шасси с конструкцией самолета. Внутренняя полость стойки используется для устройства амортизатора.

Подкосы шасси служат дополнительными опорами стойки и разгружают ее от изгибающего момента и увеличивают жесткость конструкции.

Траверса представляют верхнюю часть стойки , предназначенные для крепления ноги шасси с конструкцией самолета.

Цилиндр- подъемник служит для уборки и выпуска шасси , а также для фиксации шасси в выпущенном положении.

 

 

 

Рис 5.2

 

Механизм поворота колес обеспечивает поворот колес передней ноги шасси для маневрирования самолета по аэродрому и предотвращает возникновение самовозбуждающихся колебаний типа шимми

Двухзвенник — устройство, состоящее из двух звеньев, соединяющих шток амортизаторной стойки с цилиндром и препятствующих повороту штоку в цилиндре.

Колесо состоит из пневматиков, барабана и тормозных устройств.

 

В зависимости от крепления колес к стойке различают рычажную подвеску колес (4.2.а) и телескопическую (4.2.б).

В стойках с рычажной подвеской колесо крепится к рычагу, поворачивающемуся относительно оси шарнира. Благодаря этому рычажные стойки способны амортизировать горизонтальные составляющие ударных нагрузок.

Недостатком рычажных стоек является большой вес и габариты.

В телескопических стойках колеса крепятся непосредственно на штоке амортизатора.

Такая стойка амортизирует нагрузки, действующие только вдоль ее оси. Для амортизации горизонтальных составляющих стойка устанавливается под некоторым углом к вертикали.

На тяжелых самолетах с целью уменьшения нагрузок на одно колесо применяются стойки с многоколесовыми тележками (рис. 4.3.), имеющие 4-8 колес.

 

Нога шасси состоит из амортизаторной стойки 1, выполненной как одно целое с траверсой , штока 2 сварной конструкции, в нижней части которого располагается узел крепления тележки 4.

Рама тележки крепится к штоку шарнирно , что уменьшает неравномерность нагружения колес при движении самолета по неровному грунту и разгружает стойку от изгиба. Требуемое положение перед посадкой придается тележке стабилизирующим амортизатором 8. Повороту тележки относительно оси стойки препятствует шлиц-шарнир 7. Для удобства уборки шасси стойка наклонена вперед по полету. Уборка и выпуск шасси осуществляется гидравлическим цилиндром подкосом 9, который в выпущенном положении выполняет роль подкоса.

 

.

 

 

Тележка (рис. 4.4.) служит для крепления колес. Она состоит из продольной балки 8; двух осей 2 для крепления 4 колес; двух передних 15 и двух задних тормозных тяг и тормозных рычагов 4,12, служащих для торможения колес; узла подвески тележки 9.

Шасси с многоколесными тележками довольно сложны по конструкции, имеют большой вес и ухудшают маневренность самолета при движении по грунту.

 

 

 

 


Проектирование и производство шасси самолета

Цель строгих процессов проектирования систем шасси самолета

Шасси самолета предназначено для обеспечения системы подвески при рулении, взлете и посадке. Он предназначен для поглощения и рассеивания силы удара при посадке, что, в свою очередь, снижает нагрузку на планер. Шасси также облегчает тормозную систему самолета и обеспечивает управление по направлению через систему рулевого управления.

Конструкция системы шасси учитывает несколько требований. Прочность, устойчивость, жесткость, дорожный просвет и управляемость — все это играет важную роль в процессе начального проектирования. Все эти требования должны соответствовать Правилам летной годности, установленным FAA в целях безопасности полетов.

Шасси самолета должно быть изготовлено с минимальным объемом или размером, чтобы уменьшить требования к пространству, когда шасси убрано во время полета.Пространство является одним из наиболее важных ограничений для работы, особенно с военными самолетами. Вес системы шасси также принимается во внимание, чтобы максимизировать летно-технические характеристики самолета. Задача состоит в том, чтобы уменьшить вес шасси без ущерба для функциональности, производительности и безопасности. Наконец, срок службы шасси должен быть равен сроку службы самолета. Более длительный срок службы снижает эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание конечного пользователя.

Технологии шасси самолетов постоянно развиваются

Система шасси состоит из множества компонентов, многие из которых NMG Aerospace разрабатывает и производит. Основными структурными компонентами системы шасси являются амортизатор, ось, реактивные тяги, боковые распорки, приводы уборки, колеса и шины. Компоненты системы состоят из тормозной системы, систем противоскольжения, систем втягивания и систем рулевого управления.

Система рулевого управления

Системы рулевого управления современных самолетов переходят на электронную систему управления, тем самым заменяя старые гидромеханические системы.Преимущество электронных систем управления заключается в возможности учета изменений технических параметров, таких как скорость и передаточное отношение рулевого управления.

Приводная система

Как и в случае систем рулевого управления, электрические приводные системы заменяют старые традиционные гидравлические системы. Электрические системы легче по весу и решают проблемы безопасности, связанные с утечкой и опасностью возгорания.

Тормозная система

Противоюзовые тормозные системы теперь имеют электронное управление, а старые механические системы модернизируются.Новые электронные системы более эффективны и по большей части не требуют технического обслуживания.

Краткое изложение технологий и производства шасси самолетов

Производство шасси включает в себя постоянную эволюцию механически обработанных компонентов из высокопрочных сталей, титана и алюминиевых сплавов. Точные допуски требуются для всех компонентов шасси самолета, таких как приводы, оси, амортизаторы и колеса. Термическую обработку металлических деталей чаще всего проводят после первоначальной черновой обработки.Затем завершается окончательная обработка, гальваника и покраска. Надежность всех компонентов шасси самолета повышается за счет очень строгих требований к обеспечению качества и безопасности.

Например, NMG Aerospace производит компоненты для носового колеса Boeing 787 из легкого и прочного титанового материала. В частности, NMG использует титан 5553 для материала шасси. Фрезерование и сверление титана 5553 может быть очень сложным процессом для многих механических мастерских, но NMG разработала специальный инструмент, который позволяет им с легкостью обрабатывать этот материал.Наличие этого инструмента позволяет им увеличить производство компонентов шасси для коммерческих самолетов Boeing 787, сохраняя при этом требования к качеству и безопасности.

Мы гордимся тем, что сотрудничаем с нашими клиентами, гарантируя вам безопасную посадку раз за разом с продуктами, изготовленными NMG Aerospace. Вы можете и дальше полагаться на нас в обеспечении высочайших стандартов качества и производительности. Мы продолжим тестировать, оценивать и внедрять использование более прочных материалов и технологий, чтобы управлять конструкцией шасси в будущем.

Почему стоит выбрать NMG Aerospace

NMG Aerospace — частная аэрокосмическая компания, предлагающая инженерные, дизайнерские и производственные услуги. Как независимая компания среднего размера, мы можем поддерживать низкие накладные расходы и, таким образом, предлагать очень конкурентоспособные цены.

Относительно небольшой размер позволяет нам быстро реагировать на изменения требований клиентов и легко наращивать производство. У нас тот же опыт, оборудование и полный спектр услуг, что и у крупных производителей, но с дополнительной гибкостью, позволяющей быстро реагировать на запросы клиентов.

В NMG Aerospace постоянно уделяется внимание улучшению наших технологий, оборудования и производственных процессов, а также опыту, обучению и знаниям членов нашей команды. Мы новаторы, применяющие новейшие технологии и улучшения качества на каждом этапе проектирования и производства. Вы можете положиться на более чем 50-летний опыт NMG в аэрокосмическом производстве, чтобы поставлять продукцию, соответствующую стандартам ведущих международных оборонных и авиационных организаций.

Создание цифрового двойника шасси самолета

Шасси самолета является важнейшей частью самолета. Шасси должно выдерживать вес транспортного средства при внезапном приложении нагрузки при посадке, будучи при этом максимально компактным. Тестирование и подтверждение этих критических точек контроля и воздействия можно выполнить с помощью Modelon Impact.

 

Конструкция шасси самолета

При проектировании шасси коммерческого самолета авиационным инженерам необходимо учитывать два ключевых аспекта.

  1. Кинематика убирания — Аэрокосмический инженер должен учитывать кинематику убирания, чтобы можно было убрать шасси. Шасси самолета должно удовлетворять нескольким ограничениям бортовой системы, таким как максимальный взлетный вес, толщина крыла и размер двигателя, и все они влияют на вес, размер и упаковку шасси.
  2. Устойчивость к грунту — Аэрокосмический инженер должен учитывать взаимодействие между шинами и асфальтом.Поскольку это одна из немногих несущих частей самолета без резервирования, чрезвычайно важно, чтобы они хорошо функционировали в различных условиях.

Modelon Impact позволяет отраслевым экспертам конструировать модели шасси, помогая заранее принимать проектные решения и изучать самолет как сложную систему по разумной цене.

Моделирование и моделирование компонентов шасси

Библиотека динамики самолетов Modelon, интегрированная в Modelon Impact, позволяет пользователям включать системы шасси в процесс оптимизации конструкции самолета.Библиотека на основе Modelica следует той же парадигме, что и все библиотеки моделей Modelon, с шаблонами и интерфейсами, определяющими высокоуровневую функциональность и взаимодействие между подсистемами. Эта иерархическая структура шаблона позволяет пользователю изменять предопределенные компоненты для заполнителей, таких как колеса, тележки или даже все шасси. Библиотека динамики самолетов поставляется с набором готовых деталей, которые вписываются в шаблон шасси или могут использоваться в качестве отправной точки для определения настраиваемых компонентов.

Убирающееся шасси в Modelon Impact

В моделировании убирающегося шасси используется модель с тремя сдвоенными колесами в тандемном шасси, созданная в Modelon Impact с использованием стандартного шаблона шасси путем заполнения рычажного механизма, демпфера и заполнителя тележки. К характеристикам демпфера добавляются одномерные силовые элементы (линейная пружина и демпфер), обеспечивающие легко параметрируемую силовую реакцию. Это может быть легко изменено на более совершенную модель позже, если модель нуждается в большей детализации для определенных анализов, например.г., добавив податливости шасси. Добавлен сигнальный интерфейс, поэтому связь можно убирать и удлинять.

Основное шасси Модель

Шаблон шасси подготовлен для использования с дополнительной моделью размеров самолета, где геометрия влияет на другие решения геометрического проектирования самолета.

3D-анимация в Modelon Impact

В Modelon Impact авиационные инженеры могут запускать симуляции, охватывающие любой сценарий взлета или посадки самолета в нормальных или ухудшающихся условиях.Модели можно повторно использовать для целого ряда исследований, будь то динамические или статические исследования управления тормозами, систем управления передним шасси, позиционирования шасси или устойчивости. Встроенная в Modelon Impact функция 3D-визуализации обеспечивает быструю визуальную обратную связь о правильности моделирования.

Здесь часть шасси используется в динамическом моделировании посадки, когда одно из шасси самолета выпущено лишь частично. Моделирование показывает, что в этом сценарии можно управлять тормозами и поддерживать устойчивость автомобиля.

Динамическое моделирование посадки самолета в Modelon Impact

Использование библиотеки динамики самолетов в Modelon Impact помогает аэрокосмическим инженерам моделировать и моделировать безопасную посадку коммерческого самолета с помощью компонентов от первого касания взлетно-посадочной полосы до торможения и контроля направления.

(PDF) Конструкция шасси самолета

400 Commonwealth Drive

Warrendale, PA 15096-0001 США

Электронная почта: [email protected]

Телефон: 877-606-7323 (в США и Канаде)

724-776-4970 (за пределами США)

ФАКС: 724-776-0790

Copyright © 2020 SAE International. Все права защищены.

Никакая часть данной публикации не может быть воспроизведена, сохранена в поисковой системе или передана в любой форме

или любыми средствами, электронными, механическими, фотокопированием, записью или иным способом, без предварительного письменного разрешения

САЕ Интернэшнл. По вопросам разрешений и лицензий обращайтесь в отдел разрешений SAE,

400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001 USA; электронная почта: [email protected]орг; телефон:

724-772-4028.

Каталожный номер Библиотеки Конгресса 2016938903

http://dx.doi.org/10.4271/9780768099430

Информация, содержащаяся в этой работе, была получена SAE International из источников, которые считаются надежными. Однако ни SAE International, ни ее авторы не гарантируют точность или полноту

любой информации, опубликованной здесь, и ни SAE International, ни ее авторы не несут ответственности за

любые ошибки, упущения или ущерб, возникшие в результате использования этой информации.Эта работа опубликована с пониманием

, что SAE International и ее авторы предоставляют информацию, но не пытаются

оказывать инженерные или другие профессиональные услуги. Если такие услуги необходимы, следует обратиться за помощью к соответствующему специалисту

.

ISBN-Print 978-0-7680-9942-3

ISBN-PDF 978-0-7680-9943-0

ISBN-ePub 978-0-7680-8345-3

контакт: Служба поддержки клиентов SAE

Электронная почта: [email protected]

Телефон: 877-606-7323 (в США и Канаде)

724-776-4970 (за пределами США)

Факс: 724-776 — 079 0

Посетите международный книжный магазин SAE на books.sae.org

главных выращивания

Фрэнк Менчака

Издатель

Издатель

Sherry Dickinson Nigam

Директор по приобретению

Monica Nogueira

Директор по управлению контентом

Kelli Zilko

Добыча и производство

Associate

Erin Mendicino

Процесс проектирования: шасси — KITPLANES

Решения, принятые на этапе проектирования, не всегда работают так, как планировалось.Гигантские одинарные шины основного шасси XB-36 оказывали такое сильное давление на взлетно-посадочные полосы, что только три аэродрома могли выдержать такой огромный вес. Серийные версии B-36 имели четырехколесное основное шасси, которое распределяло давление более равномерно, а также уменьшало вес на 1500 фунтов.

После того, как базовая конфигурация самолета определена, и у нас есть конструкция с правильными размерами, которая сбалансирована и имеет жизнеспособные траектории нагрузки, пришло время обратить наше внимание на следующий важный компонент самолета — шасси.

Довольно часто неопытные конструкторы откладывают проектирование и интеграцию шасси на более поздний этап процесса проектирования. Для большей части ранней части макета самолета шасси обычно изображают (если вообще представляют) на чертежах просто кругами на виде сбоку, касающимися линии земли, или как простые «леденцы на палочке», где шасси ноги представлены одиночными линиями, соединяющими колесо с самолетом.

Это ошибка, потому что интеграция шасси очень сильно влияет на остальную часть самолета.Если отложить интеграцию снаряжения на потом, это часто может привести к значительному изменению дизайна, поскольку эти эффекты проявляются сами собой.

Шасси (или, как его называют британцы, «шасси») поддерживает самолет, пока он находится на земле. Самолет катится на своих колесах, когда он движется по земле. В обычном полете это начинается с такси до взлетно-посадочной полосы. Пилот должен иметь достаточный контроль над самолетом как наземным транспортным средством, чтобы управлять им по рулежным дорожкам и позиционировать его для взлета.

Поскольку аэродромов с твердым покрытием, способных выдержать вес XB-36, было так мало, гусеничное шасси рассматривалось для операций на мягком поле. Хотя это снизило давление на рабочую поверхность примерно на две трети, шестерня была довольно сложной и тяжелой и так и не была запущена в производство.

Во время разбега самолет разгоняется по взлетно-посадочной полосе, опираясь в первую очередь на колеса, пока не достигнет скорости отрыва. В этот момент пилот будет использовать рули высоты, чтобы повернуть самолет носом вверх до угла атаки, при котором крыло создает достаточную подъемную силу, чтобы самолет мог оторваться от земли.Баланс самолета на шасси должен позволять этому взлетному вращению происходить с достаточно малым отклонением руля высоты, чтобы самолет был хорошо сбалансирован для полета при взлете.

Спонсор освещения авиашоу:

Нагрузки на шасси при рулении и взлете относительно невелики. Снаряжение должно выдерживать вес самолета и справляться с продольными и задними нагрузками, возникающими при торможении и наезде на неровности поверхности. На гладких взлетно-посадочных полосах эти нагрузки невелики. Для неулучшенных или грунтовых поверхностей нагрузки от неровностей могут быть больше.Боковые нагрузки также относительно скромны. Поскольку самолеты рулятся медленно, нагрузки на шасси при поворотах невелики. Во время разбега самолет должен двигаться прямо, поэтому боковые нагрузки на шасси будут возникать только из-за небольших усилий рулевого управления, чтобы оставаться прямолинейным, или из-за бокового ветра.

При посадке самолет опускается на взлетно-посадочную полосу до касания земли шасси. Хотя теоретически возможно сделать идеальное выравнивание, при котором скорость снижения равна нулю как раз в тот момент, когда колеса коснутся земли, каждый пилот знает, что в реальной жизни так не бывает.Даже в операциях, когда пилот стремится к плавному приземлению, изменения в технике пилотирования и порывы ветра могут привести к тому, что самолет приземлится с ненулевой скоростью снижения.

В некоторых типах операций приземление со значительной скоростью снижения является преднамеренным и желательным. Маневр с выравниванием при «стандартной» посадке увеличивает общую посадочную дистанцию ​​с запасом высоты над препятствиями, а также увеличивает изменчивость точки приземления. В операциях, где требуется короткая посадочная дистанция и/или точное позиционирование точки приземления, посадочная распорка либо устраняется, либо сводится к минимуму.Самолет намеренно летит так, чтобы он приземлялся со значительной скоростью снижения, а шасси должно быть спроектировано таким образом, чтобы поглощать снижение и выдерживать ударные нагрузки.

Самый известный пример — посадка на авианосец. При работе с авианосцем крайне важно приземлиться точно так, чтобы задний крюк мог зацепиться за страховочный трос. Никакого «поплавка» в заключительные моменты подхода не допускается. Базирующиеся на авианосце самолеты выполняют заходы на посадку без факелов, которые направляют траекторию полета на желаемую точку приземления во время стабилизированного захода на посадку и продолжают это стабилизированное состояние захода на посадку до приземления.Самолет ударяется о палубу с той же скоростью снижения, что и в коротком финале.

Та же идея применима к посадкам с коротким взлетом и посадкой для самолетов наземного базирования. Лучший способ сократить посадочную дистанцию ​​над препятствием — выполнить крутой финальный заход на посадку и «твердо» приземлиться.

Шасси испытывает наибольшие нагрузки при посадке. Это нагрузки, которые определяют размер шасси и конструкции самолета, к которому оно крепится.

Наибольшие нагрузки на шестерню будут представлять собой вертикальные нагрузки, возникающие при поглощении скорости снижения при приземлении.Шестерня должна останавливать скорость снижения самолета в зависимости от хода шестерни и ее шины. Точная нагрузка зависит от деталей самолета и конструкции его шасси. Стандарты FAR Part 23 гласят, что расчетный предельный коэффициент нагрузки для шасси никогда не должен быть меньше 2,0 (с коэффициентом безопасности 1,5). Механизм также должен выдерживать значительные продольные и боковые нагрузки.

Когда самолет приземляется, колеса не вращаются. Они должны раскручиваться, чтобы соответствовать скорости поверхности взлетно-посадочной полосы (если смотреть с самолета).Во время этого раскручивания на колеса действует задняя сила, поскольку инерция колеса противодействует раскручиванию.

После приземления пилот задействует тормоза, чтобы замедлить скорость самолета. На тормозящую силу заторможенных колес должны реагировать стойки шасси и конструкция, к которой они прикреплены. Конструкция шасси должна предусматривать возможность приземления с уже задействованными тормозами. Тормозные нагрузки могут превышать 1 G в экстремальных условиях.

Также необходимо учитывать боковые нагрузки.Хотя все пилоты стремятся к плавному приземлению с носом самолета, направленным параллельно направлению движения, это не всегда так, особенно при боковом ветре. Шасси должно быть способно выдерживать боковые нагрузки, возникающие при приземлении с крабом или при поворотах на земле на высокой скорости. Последнее нежелательно, но иногда случается непроизвольно (граунд-петля, кто-нибудь?) или в конце слишком быстрой посадки при попытке развернуться на рулежной дорожке перед быстро приближающимся дальним порогом ВПП.Самолет должен иметь возможность поворачивать на земле на пределе сцепления шин без складывания шасси.

Боковые нагрузки могут быть особенно сложными для проектирования, поскольку они создают большие изгибающие моменты в точке крепления в верхней части стойки шасси. Хотя вертикальные нагрузки при приземлении выше, они более параллельны стойке шасси, поэтому они часто оказывают меньшую нагрузку на конструкцию крепления шасси, чем боковые нагрузки. Это легко упустить из виду, и это может привести к тому, что снаряжение подойдет для обычных посадок, но относительно легко выйдет из строя при боковой нагрузке при посадке с плохим боковым ветром.

Наконец, конструкция шасси должна учитывать возможность асимметричного приземления, когда одно основное шасси касается земли раньше другого. Это относительно распространено, особенно при посадке с боковым ветром, когда некоторые пилоты предпочитают удерживать скольжение по ветру на всем пути до взлетно-посадочной полосы и приземляться с опущенным крылом, а не пытаться оттолкнуться от земли. приземление на уровне крыльев.

На данном этапе проектирования еще не время для детального проектирования шасси, но для проектировщика важно иметь хорошее представление о нагрузках, которые шасси должно выдерживать и передавать на остальную часть самолета. для того, чтобы правильно интегрировать механизм и его структуру крепления.

Подробные уравнения для расчета нагрузок на грунт можно найти в разделе 5.8 стандарта ASTM для легких спортивных самолетов и в стандартах FAR 23 для легких самолетов.

В следующем месяце мы рассмотрим, как шасси интегрируется в общую конфигурацию самолета.

Проектирование и разработка шасси самолета

Система шасси является одной из важнейших подсистем самолета и часто конфигурируется вместе с конструкцией самолета из-за ее существенного влияния на саму конструкцию конструкции самолета.Детальное проектирование шасси осуществляется на ранней стадии цикла проектирования самолета из-за длительного цикла разработки продукта. Необходимость проектирования шасси с минимальным весом, минимальным объемом, сниженной стоимостью жизненного цикла и коротким циклом разработки ставит множество задач перед разработчиками шасси и специалистами-практиками. Эти проблемы должны быть решены путем использования передовых технологий, материалов, методов анализа, процессов и методов производства. За прошедшие годы были разработаны различные инструменты проектирования и анализа, а новые все еще разрабатываются.

Обзор конструкции и разработки шасси

Процесс проектирования и интеграции шасси включает в себя знания многих инженерных дисциплин, таких как конструкции, динамика, кинематика, гидромеханика и плавучесть взлетно-посадочной полосы. Геометрия, требования к плавучести, требования к задаче и эксплуатационные требования самолета определяют конфигурацию шасси. Проект конфигурации включает в себя выбор количества колес, размеров шин, давления, типа амортизаторов, компоновки шасси, кинематики уборки и геометрии отсека.Правила летной годности играют решающую роль в определении конфигурации шасси, такой как скорость снижения, допустимые коэффициенты нагрузки и условия маневрирования на земле, указанные в применимых правилах летной годности.

Ниже приводится краткое описание различных этапов жизненного цикла проектирования и разработки шасси:

Концептуальный дизайн: Концептуальный дизайн начинается с изучения всех проектных спецификаций и правил летной годности. Затем разрабатывается концепция, отвечающая функциональным и нормативным требованиям.Основными факторами проектирования являются производительность, безопасность, стоимость, временные рамки, технологии и ресурсы. Достигается местонахождение шасси и выбирается тип шасси.

Предварительный проект: На этапе предварительного проектирования выполняется динамическое моделирование кинематики посадки, взлета и уборки, чтобы получить данные, необходимые для определения размеров компонентов и выбора материалов. Выполняется предварительный расчет компонентов и производится оценка веса.

Рабочий проект: На этом этапе выполняется рабочий проект всех компонентов шасси и определяется интегрированная система шасси со всеми интерфейсами и связанными системами.На этом этапе оцениваются нагрузки на компоненты, а также осуществляется выбор материалов и размеров.

Анализ напряжения и усталости: Моделирование и анализ методом конечных элементов, а также обычные методы ручного расчета используются для анализа напряжения шасси. Шасси спроектировано как безопасная долговечная конструкция, и для прогнозирования срока службы используются методы анализа усталости.

Анализ надежности и ремонтопригодности: Для оценки надежности выполняется надлежащий анализ вида отказа, его последствий и критичности (FMECA).Данные о режимах отказа и частоте отказов собираются из предыдущих проектов для проведения этого анализа, а надежность прогнозируется до замораживания проекта. Конструкция нацелена на увеличение среднего времени наработки на отказ (MTBF) и сокращение среднего времени ремонта (MTTR).

Производство и сборка: Производство шасси включает в себя разработку многих закрытых штамповок, механических деталей из сверхвысокопрочных сталей, титановых и алюминиевых сплавов. Для таких компонентов, как цилиндр привода, поршень, детали амортизатора и ось, требуются точные допуски.

Квалификационные испытания: Квалификационные испытания шасси включают функциональные испытания, структурные испытания на прочность, жесткость и усталостную долговечность, а также экологические испытания. Испытания платформы на падение проводятся на буровых установках с платформой с датчиками нагрузки, устройством для вращения колес и устройствами моделирования подъема для проверки работы амортизаторов. Усталостные испытания, в том числе импульсные испытания приводов на усталость, проводятся поблочным нагружением с использованием достаточного количества приборов для сбора данных.Велосипедные испытания на выносливость проводятся на специальных стендах. Выполняются экологические испытания, включая вибрацию, ускорение, температуру, высоту над уровнем моря, воздействие солевого тумана, песка, пыли и т. д.

Испытания на борту самолета: Окончательные интеграционные испытания шасси проводятся после их установки на самолет, за которыми следуют рулежные испытания, испытания на торможение и рулевое управление. На этом этапе выполняется точная настройка определенных параметров конструкции. Затем следует этап летных испытаний, на котором оцениваются возможности шасси.

Оценка в процессе эксплуатации: Включает оценку в различных типах аэродромных и окружающих условий. Отзывы о результатах надежности и ремонтопригодности используются для дальнейшего улучшения системы и генерации данных.

Проблемы в дизайне и разработке

Необходимость спроектировать шасси с минимальным весом, минимальным объемом, высокими характеристиками, увеличенным сроком службы и сниженной стоимостью жизненного цикла ставит множество задач.Эти задачи решаются при соблюдении всех нормативных требований безопасности за счет использования передовых технологий, материалов, процессов, методов анализа и производства.

Вес: Вес шасси варьируется от 3% от полной массы самолета для фиксированного типа до примерно 6% для убирающегося типа шасси. Задача состоит в том, чтобы уменьшить вес шасси без ущерба для его функциональных, эксплуатационных характеристик, безопасности и требований к техническому обслуживанию.Это стало возможным благодаря использованию материалов с более высокой прочностью, вязкостью разрушения, усталостными свойствами и правильному выбору для каждого применения.

Объем: Пространство является одним из наиболее важных ограничений, в рамках которых необходимо проектировать компонент самолета, особенно военного самолета. Убирающееся шасси содержит больше узлов и механизмов, чем фиксированное шасси.

Исполнение: Ожидается высокая производительность шасси для снижения нагрузок от земли, передаваемых на планер.Это обеспечивается точным динамическим анализом и моделированием для получения ключевых характеристик производительности, таких как размер отверстия, объемы воздуха и масла. Эффективность от 85% до 90% достигается при поглощении энергии при посадке с пассивным демпфированием отверстия с помощью надлежащего дозирующего штифта или системы клапанов.

Срок службы: Длительный срок службы и минимальные требования к техническому обслуживанию жизненно важны для снижения эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание, а также минимизации общей стоимости жизненного цикла. Это диктует выбор материала, его коррозионные свойства и усталостные свойства.

Время разработки: Конструкция шасси повторяется, включая исследования компромиссов между различными конфигурациями и их влияние на вес и экономическую выгоду. Обычно это требует значительного времени и усилий. Очень важно сократить время цикла разработки продукта за счет автоматизации процесса проектирования с использованием инструментов CAD/CAE/CAM.

Стоимость жизненного цикла: Использование передовых технологий, таких как системы управления здоровьем и принципы технического обслуживания, помогает снизить стоимость жизненного цикла.Проектирование технического обслуживания по состоянию вместо планового технического обслуживания является одной из таких тенденций и совместимо с системами управления здравоохранением.

Технологии шасси

Технологии шасси постоянно развиваются, чтобы соответствовать функциональным и нефункциональным требованиям. Вот некоторые из этих важных технологий:

Система рулевого управления: Системы рулевого управления переходят к электронным системам управления, заменяющим гидромеханические системы.Основным преимуществом электронной системы управления является ее точность и способность легко учитывать изменения в параметрах конструкции, таких как скорость и передаточное отношение рулевого управления.

Приводная система: В приводных системах вместо обычных гидравлических систем используется больше электрических или полностью электрических систем. Предлагаемые сегодня электрические системы стали конкурентоспособными по весу благодаря использованию бесщеточных двигателей большой мощности.

Тормозная система: Противоюзовые тормозные системы с электронным управлением заменяют старые механические или электрические противоюзовые системы.Электронные системы более эффективны и безотказны.

Шина: Радиальная шина является одной из передовых технологий, используемых в авиации в течение последних 25 лет. Радиальные шины шасси обеспечивают более легкие шины с более длительным сроком службы по сравнению с диагональными шинами.

Замки вверх: Гидромеханические системы запирания и бесконтактные выключатели заменяют механические замки и микропереключатели. У них выше надежность.

Материалы: Композиты используются в некоторых компонентах шасси из-за их превосходных характеристик удельной прочности и жесткости.Выбор материала для компонента шасси определяется в зависимости от его применения, и это требует компромиссных исследований прочности, жесткости и стоимости, чтобы прийти к оптимальному выбору.

Защита от коррозии: Хорошая защита от коррозии важна для компонентов шасси, поскольку они подвержены легкому воздействию окружающей среды. Помимо обычных электролитических покрытий, таких как кадмирование, твердое хромирование, HVOF и т. д., на открытые детали шасси наносятся эпоксидные или полиуретановые грунтовки и полиуретановые верхние покрытия.

Технологии CAX: Многие коммерчески доступные программные средства CAD/CAM/CAE/CFD и динамического моделирования используются при проектировании и разработке шасси. Эти инструменты помогли в виртуальной разработке шасси до того, как будет изготовлен реальный прототип.

Инжиниринг, основанный на знаниях (KBE): Разработчики шасси разрабатывают и используют множество инструментов KBE и инструментов информационного анализа для автоматизации многих инженерных процессов, сохраняя при этом специальные знания компании.

Динамическое моделирование: Динамическое моделирование помогает прогнозировать характеристики компонента или сборки. Результаты этих симуляций будут более точными по сравнению с ручными расчетами. Эти симуляции помогают справиться с большим количеством исследований за короткое время.

Мониторинг состояния здоровья: Шасси – это система самолета, требующая интенсивного обслуживания, помимо двигателя. Мониторинг состояния шасси приобретает все большее значение, поскольку сегодня доступны подходящие датчики и блоки обработки данных.Сеть беспроводных датчиков и технологии RFID используются для управления состоянием авиационных систем и конструкций, включая шасси.

Заключение

Будущая конструкция шасси для самолетов ставит множество новых задач в области проектирования конфигурации, использования материалов, методов проектирования и анализа. Эти задачи можно решить, соблюдая все нормативные требования безопасности, используя передовые технологии, материалы, методы анализа, процессы и методы производства.Применяя функциональное моделирование и разрабатывая инструменты проектирования, время и стоимость разработки значительно сокращаются. Использование более прочных материалов, композитов и технологий, таких как активное управление демпфированием, электрические системы, а также технологии CAX, KBE и мониторинга состояния, будут определять конструкцию шасси в ближайшие дни.

Статья воспроизведена с любезного разрешения Infosys

Индивидуальное проектирование шасси (не подрабатывать на стороне, занят собственными проектами)

INFINITY Aerospace также разработала и произвела прототип убирающегося основного шасси для Glassic Composite (сейчас компания переименована в KLS — сейчас не работает) прототип SQ 2000 !

Мы также разработали оригинальную модель весом 3400 фунтов.GW Maverick Twin Air винтовой самолет Убирающаяся основная стойка шасси Oleo Strut (мы не делали носовую стойку). Чтобы увидеть две фотографии *.jpg, для крупного плана и для просмотра 3/4.

Мы также спроектировали и изготовили прототип комплекта втягивающихся опор для турбовинтового двигателя полной массой 4560 фунтов и мощностью 700 л.с.

Мы также разработали убирающееся шасси Oleo Strut для самолета массой 6300 фунтов.ГВт, турбовинтовой двигатель мощностью 700 л.с., Golden Arrow для Abaris Aircraft .

Мы также разработали убирающееся шасси Oleo Strut и аутригеры, а также изготовили 3 комплекта прототипов для южнокорейского НАСА массой 2425 фунтов. Полная масса Smart UAV:  =эм.

Вскоре мы должны начать разработку выдвижного шасси Oleo Strut, а затем производство для суборбитального самолета мощностью 12 500 фунтов GW.

Мы являемся разработчиком и производителем выдвижных шасси Oleo Strut для 2 крупных аэрокосмических компаний для самолетов до 12 500 фунтов. Общий вес.

Ожидается появление многих других дизайнов (все они разработаны в соответствии с FAR Part 23). Свяжитесь с нами ЛЮБОЙ после полудня по тихоокеанскому времени MF, если вам нужно убирающееся шасси, разработанное (с использованием программы Solid Works 3D CAD и COSMOS Works FEA) и / или изготовленное (с использованием новейших станков с ЧПУ, токарных станков и доступного программного обеспечения CAM) для вашего индивидуального дизайна. .

Если вы хотите внести свой вклад в приобретение фрезерного станка с ЧПУ, токарного станка с ЧПУ, инструментов и программного обеспечения CAM, которые сделают мое и ваше шасси и детали самолета менее дорогостоящими, сообщите нам об этом.

 

Дизайн шасси по индивидуальному заказу

 

Нажмите на любое цветное слово на нашем сайте для получения дополнительной информации.

 

011136 Проектирование, техническое обслуживание и ремонт шасси/тормозной системы самолета

Проектирование, техническое обслуживание и ремонт шасси/тормозной системы самолета

Эксперт в области проектирования, сертификации, технического обслуживания и обслуживания шасси самолета, систем управления торможением, колес, шин, тормозов, систем приближения и связанных с ними систем.Его обширный опыт также включает участие в многочисленных расследованиях авиационных происшествий, связанных с шасси, тормозными системами и вопросами тормозного пути самолета. Он участвовал во многих группах технического расследования аварий NTSB

.

В качестве менеджера подразделения шасси, тормозов и гидравлических систем крупного производителя планеров он руководил группами инженеров-экспертов, ответственных за проектирование, разработку, сертификацию, безопасную эксплуатацию и эксплуатационные характеристики программного управления и информационные системы, шасси, тормозные системы, гидравлические системы и компоненты, системы приближения, системы веса и балансировки, а также системы управления передним шасси.Он имеет опыт работы с авиацией общего назначения, военными и коммерческими самолетами, их компонентами и системами, а также работал в отраслевых командах. Он является назначенным техническим представителем FAA (DER) с полномочиями, касающимися колес и тормозов, систем управления тормозами, бесконтактных систем, конструкции шасси и других связанных систем.

 

Образование

  • Бакалавр наук в области машиностроения; Университет штата Иллинойс. 1963
  • Многочисленные курсы профессиональной подготовки/обучения

 

Профессиональный опыт

Специалист по проектированию, техническому обслуживанию и ремонту шасси/тормозной системы самолетов, ООО «Группа РТИ», 2011 – настоящее время

 

Частная компания, Калифорния, 2001 г. – настоящее время.Консультант/независимый подрядчик для NTSB, USC, ICAO и корпоративных операторов.

  • Консультант/независимый подрядчик для NTSB, USC, ICAO и корпоративных операторов. Проектирование и сертификация шасси самолета, тормозных систем, колес, шин и тормозов, бесконтактных систем и сопутствующих систем. Решение соответствующих технических проблем, расследование несчастных случаев и разработка методов и анализа безопасности. Полномочия DER, делегированные FAA, включают колеса и тормоза, системы управления тормозами, системы приближения, конструкцию шасси и другие связанные системы.

 

Коммерческие самолеты Boeing, Лонг-Бич, Калифорния, 1978-2007 гг.

  • Старший штатный инженер ; Шасси и тормозные системы . Расследование авиационных происшествий, поддержка продукции и модификация находящихся в эксплуатации самолетов.
  • Менеджер по шасси, тормозам и гидравлическим системам . Команда из 18 инженеров-экспертов, ответственных за проектирование, разработку, сертификацию, безопасную эксплуатацию и эксплуатацию программных систем управления и информации, шасси, тормозных систем, гидравлических систем и компонентов, систем приближения, систем взвешивания и балансировки, и системы рулевого управления.
  • Руководитель группы интегрированных продуктов шасси . Руководил командой из 23 инженеров-экспертов по проектированию новых шасси, тормозной системы и других сопутствующих систем.
  • Назначенный технический представитель . FAA DER для программных систем управления и информации, шасси самолетов, тормозных систем, гидравлических систем и компонентов, систем приближения, систем веса и балансировки и систем рулевого управления.
  • Главный инженер.  Отвечает за компоненты и системы военных и коммерческих самолетов.
  • Консультант NASA по космическим шаттлам и отраслевой эксперт. SAE A-5 Комитет по редукторам, тормозам и шинам VP.

 

Менеджер Kawasaki Motors Corporation Санта-Ана, Калифорния, 1975–1978

  • Менеджер по планированию и оценке продукции. Отвечает за планирование новых продуктов и оценку конкурентов на рынке мотоциклов США. Взаимодействие с международной дизайнерской организацией для определения, проектирования, стиля, тестирования и оценки новых продуктов.

 

Менеджер и специалист по планированию продукции в Deere & Company, 1973–1975 гг.

 

Goodyear Tire and Rubber Company, Акрон, Огайо и Лос-Анджелес, Калифорния, 1966–1971

  • Инженер по продажам.Отвечает за тормоза, шины, противоскольжение и топливные элементы на многих самолетах, включая Rockwell B-1; Локхид L-1011, S-3 и AH-56; North American Sabreliner, Northrop F-5, Ted Smith Aerostar и другие.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта