Количество основных опор шасси самолета. Система управления передней опорой шасси самолета. Амортизаторы с разгрузочным клапаном

Стойка – основной силовой элемент шасси, связывающий колесо с силовой схемой агрегата самолета. В большинстве случаев внутри стойки размещается амортизатор, и тогда стойка называется амортизационной.

В зависимости от назначения, характера нагружения и выполняемой работы различают следующие основные элементы стойки шасси: силовые элементы, элементы кинематики и управления, амортизирующие устройства.
Амортизирующие устройства (амортизационные стойки, пневматики колес, гасители колебаний и т.д.) поглощают и рассеивают энергию ударов самолета о землю, уменьшают действующие нагрузки и препятствуют возникновению колебаний при посадке и движении по земле.

Рис. 8.3. Типы стоек: а – телескопическая; б – рычажная; в – полурычажная.

Телескопические стойки (рис. 8.3.а ) устанавливают на самолетах, эксплуатируемых на бетонных и хорошо укатанных грунтовых ВПП, т.к. такая стойка плохо воспринимает продольные и боковые силы. Телескопическая стойка при посадке самолета воспринимает вертикальную составляющую действующей силы, горизонтальную составляющую такая стойка не амортизирует. Для частичной амортизации горизонтальной составляющей телескопические стойки обычно устанавливаются с небольшим наклоном и выносом колеса вперед (на самолете ТЛ-2000 установлена телескопическая стойка с пружиной). Телескопические стойки конструктивно проще, легче и надежнее рычажных, но подвергаются большим изгибающим нагрузкам, ухудшающим перемещение штока амортизатора и снижающим эффективность его уплотнений.

8.2.3. Самовозбуждающиеся колебания колёс передней опоры шасси (шимми)

На стойках шасси со свободно ориентирующимися колесами, самовозбуждающиеся колебанияпередней опоры шасси или шимми могут возникать на определённой скорости движения самолёта во время разбега или пробега. Эти колебания вызывают интенсивную вибрацию носовой части фюзеляжа и приборной доски. Вибрация затрудняет наблюдение за приборами, может вывести из строя бортовое оборудование, привести к срыву пневматика, поломки стойки и разрушению конструкции носовой части фюзеляжа.

Природа явления шимми была исследована в 1945 году академиком М. В. Келдышем.

Рассмотрим физическую картину возникновения шимми. Колесо передней опоры шасси в процессе разбега или пробега может совершать два взаимосвязанных движения (Рис. 8.4.). Во – первых, как самоориентирующееся, оно может разворачиваться на некоторый угол относительно оси стойки.

Во – вторых, оно может смещаться относительно линии движения самолёта на некоторую величину λ. Боковое смещение λ обусловлено в основном деформацией пневматика и частично деформацией стоки, а также возможно за счёт люфтов в стойке. Деформация пневматика и стойки вызывается силой сцепления (трения) между колесом и поверхностью аэродрома.

Колесо начинает двигаться по криволинейной траектории, похожей на синусоиду, и одновременно его плоскость периодически отклоняется от вертикали в стороны. С увеличением скорости колебания могут прогрессировать и вызвать срыв пневматика и разрушение стойки.

Критическая скорость шимми уменьшается при увеличении сил трения между пневматиком и грунтом. Поэтому с увеличением нагрузки на переднюю опору шимми будет возникать при меньшей скорости движения самолета. Явление шимми более вероятно на сухой бетонной полосе, имеющей коэффициент трения больший, чем на полосе с травяным покровом или влажной бетонной полосе.

Рис. 8.4. Схема возникновения самоколебаний передней стойки 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 В ш, 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 φ с между осью фюзеляжа и плоскостью земли; противокапотажным углом γ; высотой шасси Η; высотой главных опор e, относительно центра тяжести, колеей шасси B ш и базой шасси в ш, 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.

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.

Вертикальный силовой элемент ферменной конструкции фюзеляжа, также может служить для подкрепления и придания жёсткости крыльям и оперению . Кроме того, стойка шасси является основным силовым элементом шасси летательного аппарата , воспринимающим и передающим на конструкцию планёра концентрированные статические и динамические нагрузки, возникающие при взлёте и особенно при посадке летательного аппарата.

Стойка в ферме

В ферменных фюзеляжах все нагрузки воспринимает пространственная ферма , составленная из трёх или четырёх плоских ферм. Основными силовыми элементами такой конструкции, помимо стойки, являются раскосы (подкосы), расчалки и лонжероны . Стойка в ферменной конструкции фюзеляжа работает на растяжение и сжатие . В настоящее время ферменные фюзеляжи почти не используют, им на смену пришли балочные фюзеляжи , где есть работающая обшивка , которая воспринимает вместе с каркасом из лонжеронов, стрингеров и шпангоутов изгибающие и крутящие моменты .

Стойка шасси

Стойка является основным силовым элементом шасси самолёта , воспринимающим и передающим на конструкцию планёра концентрированные статические и динамические нагрузки, возникающие при взлёте и посадке. Основные элементы стойки шасси:

• амортизатор шасси - для обеспечения максимальной плавности хода при движении по аэродрому, а также гашения ударов, возникающих в момент приземления (часто используются многокамерные азото-масляные длинноходные амортизаторы), могут быть установлены также дополнительные стабилизирующие демпферы ;
• складывающийся подкос, воспринимающий нагрузку от лобовых сил;
• раскосы - стержни, расположенные по диагонали шарнирного многоугольника, образованного стойкой и подкосом, и обеспечивающие геометрическую неизменяемость этого многоугольника;
• траверса - элемент крепления стойки к крылу или фюзеляжу;
• механизм ориентации стойки шасси - для разворота стойки при её убирании или выпуске;
• узел у нижнего основания стойки - для крепления оси колёс к стойке;
• замки, обеспечивающие фиксацию стойки в выпущенном и убранном положениях;
• цилиндры механизма выпуска и убирания шасси.

В начальный период развития авиации стоки шасси при полёте самолёта были неубирающимися. Это было одним из основных источников аэродинамического сопротивления. Для его снижения сначала стали устанавливать обтекатели на колёса и стойки, а затем при появлении скоростных самолётов началось широкое применение убирающегося шасси, хотя это увеличивало массу и усложняло конструкцию шасси.

Жидкостно-газовые амортизаторы (рис. 81) представляют собой телескопически соединенные цилиндрические части, образующие рабочую камеру. Обычно верхняя часть амортизатора 1 неподвижно крепится к конструкции самолета, а ко второй, подвижной части 2 присоединяется ось для колес. Для предотвращения (у некоторых стоек для ограничения) поворота подвижных частей амортизатора вокруг вертикальной оси служит двухзвенник шасси (шлиц-шарнир). Рабочая камера стойки делится на две полости диафрагмой 4 с калиброванным отверстием.

Внутренняя полость стойки заполняется строго дозированным количеством жидкости и газа под давлением.

Жидкости, заливаемые в стойку, должны обладать вполне определенной вязкостью с возможно большим постоянством ее при значительных колебаниях температуры окружающей среды, чтобы уменьшить влияние изменения вязкости на работу амортизатора. Начальное давление газа в амортизационных стойках обычно колеблется от 15 до 50 кГ/см 2 , а у некоторых самолетов достигает несколько сот атмосфер.

Герметичность телескопического соединения достигается установкой уплотнительных манжет из кожи, резины, эластичной пластмассы. В полете амортизационная стойка под действием давления газа разжата. При посадке самолета и движении его по аэродрому стойка имеет большее или меньшее обжатие, зависящее от полетного веса самолета, условий посадки, поверхности ВПП и других факторов. При этом жидкость размещается в нижней части, а газ - в верхней, но при работе амортизатора газ и жидкость энергично перемешиваются, образуя смесь.

При ударе колес о землю под действием силы реакции земли шток с поршнем вдвигается внутрь неподвижного цилиндра. Внутренний объем стойки уменьшается и жидкость с большой скоростью выталкивается через отверстие в диафрагме, а затем проходит через отверстия в трубе 6 плунжера. Энергия удара затрачивается на увеличение давления газа, преодоление гидравлических сопротивлений при проходе жидкости через калиброванное отверстие и трение уплотнительных манжет или колец в стойке. При этом часть энергии превращается в тепло. Подбором площади проходных отверстий и изменением их в процессе работы можно в зависимости от степени участия жидкости в поглощении энергии удара получить амортизатор, в котором основное количество энергии гасится при прямом ходе или только при обратном, или в одинаковой мере при прямом и обратном ходе.

У амортизаторов с основным торможением на прямом ходе обратный ход частей амортизатора происходит энергично, что вызывает подбрасывание самолета. В амортизаторах с основным торможением на обратном ходе на прямом ходе работает в основном газ и частично жидкость, которая поступает в полость цилиндра через отверстие в диафрагме. Из полости цилиндра, находящейся над диафрагмой, жидкость через отверстие в головке поршня 5 поступает в кольцевую полость между штоком и цилиндром, образующуюся при движении штока. При этом золотниковое кольцо 3 отжимается вниз и дает возможность жидкости свободно заполнить кольцевую полость. На обратном ходе площадь проходного сечения отверстия из кольцевого пространства уменьшается вследствие передвижения золотникового кольца вверх, и жидкость большую часть работы, аккумулированной газом при прямом ходе, превращает в тепло. Такие амортизаторы называются амортизаторами с основным торможением на обратном ходе. В современной авиации амортизаторы с торможением на обратном ходе получили наиболее широкое применение.

Жидкостные амортизаторы благодаря малым размерам и весу начинают применяться все чаще. Упругой средой в таких амортизаторах является жидкость, которая при высоких давлениях может заметно изменять свой объем. Применение таких амортизаторов стало возможным только после того, как было создано надежно работающее уплотнение, выдерживающее длительное время давление порядка 3 000-4 000 кГ/см 2 . Гасится энергия за счет гидравлического сопротивления жидкости, перетекающей через малые отверстия из полости в полость, а также сил трения частей амортизатора при их взаимном скольжении.

Резиновые амортизаторы. В амортизаторах резина применяется в виде шнура, состоящего из отдельных резиновых нитей, заключенных в двойную оплетку из хлопчатобумажных нитей, или в виде пластин различной толщины и формы. Шнуровой амортизатор работает на растяжение, а пластины - на сжатие. Основными недостатками резиновых амортизаторов является малый гистерезис, потеря упругости при низких температурах, разрушение под действием бензина и масла, большие габариты и малые сроки службы. В настоящее время такие амортизаторы применяются редко и только на легких самолетах.

Масляно-пружинные и масляно-резиновые амортизаторы. Создание таких амортизаторов было вызвано стремлением устранить недостатки, присущие амортизаторам резиновым и стальным - малый гистерезис, большой потребный ход. Амортизаторы такого типа существовали до создания надежных уплотнений, после чего были вытеснены газово-жидкостными амортизаторами, в которых вместо резины или пружины применяется сжатый азот или воздух.

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

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

Летательного аппарата, воспринимающий и передающий на конструкцию планёра концентрированные статические и динамические нагрузки, возникающие при взлёте и особенно при посадке летательного аппарата. Основные элементы С. ш. : амортизатор шасси (см. ), при балочной схеме тележки шасси он встроен в С. ш. , при рычажной — вынесен; ; складывающийся подкос, воспринимающий нагрузку от лотовых сил (уменьшающийся по длине при убирании С. ш. ); раскосы — стержни, расположенные по диагонали шарнирного многоугольника, образованного С. ш. и подкосом, и обеспечивающие геометрическую неизменяемость этого многоугольника; траверса — элемент крепления стойки к крылу или фюзеляжу (при подкосной С. ш. связь с летательным аппаратом осуществляется с помощью подкосов); механизм ориентации С. ш. , предназначенный для разворота стойки при её убирании или выпуске; узел у нижнего основания С. ш. для крепления оси колёс или тележки к С. ш. ; замки, обеспечивающие фиксацию С. ш. в выпущенном и убранном положениях; цилиндры механизма выпуска и убирания шасси. Консольная конструкция С. ш. , отличающаяся большой жёсткостью, исключает необходимость заднего подкоса. При рычажной и полурычажной схемах к С. ш. относятся также рычаги, на которых крепятся колёса. Передняя С. ш. включает цилиндры демпфера шимми летательного аппарата — устройство, защищающее летательный аппарат от вибрации колёс, и рулёжное устройство (с гидроцилиндром), предназначенное для поворота передней С. ш. при движении (рулении) летательного аппарата по земле, разбеге перед взлётом и пробеге после посадки.

В начальный период развития авиации С. ш. при полёте самолёта находились в воздушном потоке и являлись одним из основных источников аэродинамического сопротивления. Для его снижения сначала стали устанавливать обтекатели на колёса и С. ш. , а в 30-х гг. при создании скоростных самолётов началось широкое применение убирающегося шасси, хотя это и связано с увеличением массы и усложнением конструкции шасси.

Кинематика убирания С. ш. весьма разнообразна. На большинстве отечественных и зарубежных пассажирских самолётов они убираются вдоль по размаху крыла в сторону фюзеляжа; на самолётах семейства , как правило, — назад по потоку в специальные обтекатели; при этом тележка шасси поворачивается на 180° так, что передние колёса оказываются сзади. Такая компоновка предельно уменьшает размеры обтекателя.

В. М. Шейнин.

Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия . Свищёв Г. Г. . 1998 .

Смотреть что такое "стойка шасси" в других словарях:

Стойка шасси - основной силовой элемент шасси летательного аппарата, воспринимающий и передающий на конструкцию планёра концентрированные статические и динамические нагрузки, возникающие при взлёте и особенно при посадке летательного аппарата. Основные элементы … Энциклопедия техники

Стойка шасси — основной силовой элемент шасси летательного аппарата, воспринимающий и передающий на конструкцию планёра концентрированные статические и динамические нагрузки, возникающие при взлёте и особенно при посадке летательного… … Энциклопедия «Авиация»

подкосная стойка шасси самолета (вертолета) - подкосная стойка Стойка шасси самолета (вертолета), связанная с самолетом (вертолетом) подкосами. [ГОСТ 21891 76] Тематики шасси самолетов и вертолетов Синонимы подкосная стойка … Справочник технического переводчика

шасси - 1) автомобиля – собранный комплект агрегатов трансмиссии, ходовой части и механизмов управления, т. е. автомобиль без двигателя и кузова. Шасси ещё не способно двигаться самостоятельно, но его можно катать на колёсах. В литературе часто… … Энциклопедия техники

Рис. 1. Схемы шасси. шасси (франц. châssis, от лат. capsa — ящик, вместилище) — совокупность опор летательного аппарата, необходимых для стоянки и передвижения на земле, для разбега при взлёте, а также пробега и торможения при посадке.… … Энциклопедия «Авиация»