收放式起落架(retractable landing gear)飛機在起降時可收放(在飛行中可收藏于機體內)的起落裝置。飛機起落架收放系統(tǒng)主要用于控制起落架的收上與放下,控制主起落架艙門和前起落架艙門的打開與關閉。
簡介
起落架裝置是飛行器重要的部件之一,具有承力兼操縱性的部件,在飛行器安全起降過程中擔負著極其重要的使命。起落架是飛機起飛、著陸、滑跑、地面移動和停放所必需的支持系統(tǒng)。此系統(tǒng)的工作性能直接影響到飛機的安全性和機動性。
收放系統(tǒng)一般以液壓作為正常收放動力源,以冷氣、電力作為備用動力源。一般前起落架向前收入前機身,而某些重型戰(zhàn)略運輸機的前起落架是側向收起的。主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收放和翼弦方向收放兩種。收放位置鎖用來把起落架鎖定在收上和放下位置,以防止起落架在飛行中自動放下和受到撞擊時自動收起。對于收放系統(tǒng),一般都有位置指示和警告系統(tǒng)。
發(fā)展歷程
1903年12月17日,人類歷史上第一次有動力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操縱的重于空氣的飛行器成功飛行。這就是萊特兄弟所制造的“飛行者一號”。然而在這架飛機上,并沒有現代起落架的影子,而是有一對類似滑橇的裝置。它用帶輪子的小車在滑軌上靠落錘裝置彈射輔助起飛。
在1906年上天的Santos-Dumont(山度士·杜蒙)的“飛機-14BIS”上,就有了現代起落架的樣子。在采用輪式起落架以后,飛機在地面的移動、起飛前滑跑和著陸性能都有了很大的提高。
然而隨著飛機的逐漸成功,飛機設計質量和飛行速度不斷增加.提高飛機的起飛和著陸性能,就成為了急需解決的問題之一。第一次世界大戰(zhàn)時的飛機已經有了減震的起落架.這些起落架采用把橡皮繩繞在軸上,并把它們固定在支柱上來進行減震。此時的起落架在著陸減震方面進入了角色。
隨著飛行速度的提高.現代飛機的起落架都要求可收放,以減小飛行時的空氣阻力。因此,起落架的結構形式也由架構式發(fā)展為支柱式和搖臂式。
起落架收放方式
飛行速度大于250km/h時的飛機在飛行中起落架要收起,這樣可以大大降低飛機的迎風阻力,改善氣動性能以及飛行性能。可收放起落架盡管增加了重量,使飛機的結構設計和使用復雜化了,但提高了飛行時的總效率。起落架的收放運動方式和起落架本身及其收放結構越簡單,機翼、機身和起落架艙的承力型式也越簡單,起落架要求的收放空間就越小,收放起落架就能得到更多的效益。
1、主起落架收放方式
當主起落架固定在機翼上時,它可以沿展向或弦向收放。
(1)沿展向收起有以下幾種方式:
① 機輪往機身方向運動,這種方式常用于機翼根部結構高度可以容納機輪的情況。 ② 機輪遠離機身方向運動,這種方式適合小機輪起落架。當處于收上位置時,質量外移,使飛機的機動性能變壞。這種方式的收放機構也比其他方式要復雜,因此較少使用。
③ 機輪往機身方向運動并將機輪收入機身中,這種方式多用于下單翼飛機,更適合于帶小車式的主起落架的收放。
④ 機輪往機身方向運動,將機輪收入機身中并使機輪轉向,這種方式用在高速薄機翼飛機上,因為機輪放不進機翼中。由于帶了機輪轉向機構,其結構較為復雜。
(2)沿弦向方向收起方式有兩種:機輪向后運動和機輪向前運動。
2、前、后起落架收放方式
前、后起落架支柱通過機輪的向前和向后運動收入機身中,后支柱經常向后運動收入機身尾部整流罩中。在選擇前起落架支柱收放方向時除了要考慮總體布局外,還必須考慮盡量減小飛機重心位置改變的要求。
分類(根據起落架的結構)
梁架式起落架
梁式起落架通常由受力支柱、減震器、扭力臂、支撐桿系、機輪和剎車系統(tǒng)等組成。其主要承力構件是梁(支柱或減震支柱),根據支柱梁的支撐形式不同,可分為簡單支柱式、撐桿支柱式、搖臂式和外伸式等多種形式。
簡單支柱式起落架
支柱式起落架的主要特點是:減震器與承力支柱合而為一,機輪直接固定在減震器的活塞桿上。減震支柱上端與機翼的連接形式取決于收放要求。對收放式起落架,撐桿可兼作收放作動筒。扭矩通過扭力臂傳遞,亦可以通過活塞桿與減震支柱的圓筒內壁采用花鍵連接來傳遞。這種形式的起落架構造簡單緊湊,易于放收,而且質量較小,是現代飛機上廣泛采用的形式之一。
撐桿支柱式起落架
主要構件是減震支柱、扭力臂、機輪、收放作動筒和斜撐桿,與簡單支柱式不同的是多了一個或幾個斜撐桿。在收放時,撐桿可以作為起落架的收放連桿,有時撐桿本身就是收放作動筒。當受到來自正面水平撞擊,減震支柱不能很好地其減震作用,在著陸時,支柱必須承受彎矩,減震支柱的密封裝置易受磨損。
搖臂式起落架
搖臂式起落架主要是在支柱下端安有一個搖臂,搖臂的一端支柱和減震器相連,另一端與機輪相連,這種結構多用于前起落架。搖臂改變了起落架的受力狀態(tài)和承受迎面撞擊的性能,提高了再跑道上的適應性,降低了起落架的高度。構造和工藝比較復雜,質量大,機輪離支柱軸線較遠,附加彎矩較大,收藏空間大。
外審式起落架
外伸式起落架由外伸支柱、減震器、收放機構、收放作動筒、垂直支柱和機輪等組成。為了增加了輪距,將起落架向外伸出,收起時則收藏于機身內。由于斜撐桿式的支柱受有很大彎矩,收放機構比較復雜,因此支柱和收放機構質量大。
混合式起落架
混合式起落架由支柱、多根斜撐桿和橫梁等構件組成,撐桿鉸接在機體結構上,是桁架式和梁架式的混合結構。支柱承受剪切、壓縮、彎矩和扭矩等多種載荷,撐桿只承受軸向載荷,撐桿兩端固定在支柱和橫梁上,既能承受軸向力,又能承受彎矩,因此大大提高了支柱的剛度,避免了擺振現象的發(fā)生。
多輪小車式起落架
多輪式起落架由車架、減震支柱、拉桿、阻尼器、輪架和及輪組等組成,一般用于質量大的戰(zhàn)略運輸機和客機上,采用多個尺寸小的機輪取代單個大幾輪,提高了飛機的漂浮性,減小了收藏空間,在一個輪胎損壞時保證了飛機的安全。
故障迫降記錄
1998年9月10日,中國東方航空集團有限公司一架麥道MD-11型客機因前起落架無法展開,被迫在上海上海虹橋國際機場迫降。
中國東方航空迫降現場
事后此事件被改編成一部紀實電影《緊急迫降》。
2005年9月21日,美國捷藍航空一架空中客車A320型客機因前起落架無法收回機腹內,起落架扭曲90度。被迫在洛杉磯國際機場迫降。
2007年3月13日,全日空航空公司一架龐巴迪公司德哈維蘭加拿大DHC-8Q400型客機因前起落架無法展開,被迫在高知機場迫降。迫降時未發(fā)生著火或8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故。
2007年4月9日,印度航空一架空中客車A310“空中皇宮”客機從上海市飛往印度新德里客機因前起落架無法展開,被迫在新德里國際機場迫降。機上所有人員安然無恙。但是機場的兩條主要跑道因此受阻,造成大量航班延誤。
2009年2月28日,羅馬尼亞喀爾巴阡山航空一架SAAB2000型客機因前起落架無法展開,被迫在蒂米什瓦拉機場迫降。機上所有人員安然無恙。
2010年1月10日,在美國新澤西州紐瓦克自由國際機場,一架美國聯(lián)邦航空公司的客機在準備降落時發(fā)現右側主起落架出了故障,無法放下,經過幾次失敗的嘗試后只好迫降,無人員傷亡。
參考資料 >