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。此系統的工作性能直接影響到飛機的安全性和機動性。
收放系統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。對於收放系統,一般都有位置指示和警告系統。
發展歷程
1903年12月17日,人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操縱的重於空氣的飛行器成功飛行。這就是萊特兄弟所製造的“飛行者一號”。然而在這架飛機上,並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。在採用輪式起落架以後,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。第一次世界大戰時的飛機已經有了減震的起落架.這些起落架採用把橡皮繩繞在軸上,並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展為支柱式和搖臂式。
起落架收放方式
飛行速度大於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。可收放起落架儘管增加了重量,使飛機的結構設計和使用複雜化了,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,這種方式常用於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。當處於收上位置時,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複雜,因此較少使用。
③ 機輪往機身方向運動並將機輪收入機身中,這種方式多用於下單翼飛機,更適合於帶小車式的主起落架的收放。
④ 機輪往機身方向運動,將機輪收入機身中並使機輪轉向,這種方式用在高速薄機翼飛機上,因為機輪放不進機翼中。由於帶了機輪轉向機構,其結構較為複雜。
(2)沿弦向方向收起方式有兩種:機輪向後運動和機輪向前運動。
2、前、後起落架收放方式
前、後起落架支柱通過機輪的向前和向後運動收入機身中,後支柱經常向後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,還必須考慮儘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、機輪和剎車系統等組成。其主要承力構件是梁(支柱或減震支柱),根據支柱樑的支撐形式不同,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線形式取決於收放要求。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採用花鍵連線來傳遞。這種形式的起落架構造簡單緊湊,易於放收,而且質量較小,是現代飛機上廣泛採用的形式之一。
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,這種結構多用於前起落架。搖臂改變了起落架的受力狀態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。構造和工藝比較複雜,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,收起時則收藏於機身內。 由於斜撐桿式的支柱受有很大彎矩,收放機構比較複雜,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、多根斜撐桿和橫樑等構件組成,撐桿鉸接在機體結構上,是桁架式和梁架式的混合結構。支柱承受剪下、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樑上,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,一般用於質量大的運輸機和客機上,採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,中國東方航空一架MD-11型客機因前起落架無法展開,被迫在上海虹橋機場迫降。
中國東方航空迫降現場
事後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客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,全日空一架龐巴迪DHC8-Q400型客機因前起落架無法展開,被迫在高知機場迫降。迫降時未發生著火或爆炸事故。
2007年4月9日,印度航空一架空客A310“空中皇宮”客機從中國上海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,在美國新澤西紐瓦克國際機場,一架美國聯邦航空公司的客機在準備降落時發現右側主起落架出了故障,無法放下,經過幾次失敗的嘗試後只好迫降,無人員傷亡。