[VIP专享]民航客机起落装置

飞机起落架系统简介

起落架是飞机的重要部件，用来保证飞机在地面灵活运动，减小飞机着陆撞击与颠簸，滑行刹车减速；收上起落架减小飞行阻力，放下支持飞机。本文将简要介绍现代民用飞机起落架的组成及工作。一、起落架的作用起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。概括起来，起落架的主要作用有以下四个：1、承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；2、承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；3、滑跑与滑行时的制动；4、滑跑与滑行时操纵飞机。二、起落架的配置形式起落架的布置形式是指飞机起落架支柱(支点)的数目和其相对于飞机重心的布置特点。目前，飞机上通常采用四种起落架形式：1、后三点式：这种起落架有一个尾支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之后。后三点式起落架的结构简单，适合于低速飞机，因此在四十年代中叶以前曾得到广泛的应用。目前这种形式的起落架主要应用于装有活塞式发动机的轻型、超轻型低速飞机上。后三点式起落架具有以下优点：（1）在飞机上易于装置尾轮。与前轮相比，尾轮结构简单，尺寸、质量都较小；（2）正常着陆时，三个机轮同时触地，这就意味着飞机在飘落(着陆过程的第四阶段)

时的姿态与地面滑跑、停机时的姿态相同。也就是说，地面滑跑时具有较大的迎角，因此，可以利用较大的飞机阻力来进行减速，从而可以减小着陆时和滑跑距离。因此，早期的飞机大部分都是后三点式起落架布置形式。随着飞机的发展，飞行速度的不断提高，后三点式起

落架暴露出了越来越多的缺点：(1)在大速度滑跑时，遇到前方撞击或强烈制动，容易发生倒立现象(俗称拿大顶)。因此为了防止倒立，后三点式起落架不允许强烈制动，因而使着陆后的滑跑距离有所增加。(2)如着陆时的实际速度大于规定值，则容易发生“跳跃”现象。因为在这种情况下，飞机接地时的实际迎角将小于规定值，使机尾抬起，只是主轮接地。接地瞬间，作用在主轮的撞击力将产生抬头力矩，使迎角增大，由于此时飞机的实际速度大于规定值，导致升力大于飞机重力而使飞机重新升起。以后由于速度很快地减小而使飞机再次飘落。这种飞机不断升起飘落的现象，就称为“跳跃”。如果飞机着陆时的实际速度远大于规定值，则跳跃高度可能很高，飞机从该高度下落，就有可能使飞机损坏。(3)在起飞、降落滑跑时是不稳定的。如处在滑跑过程中，某些干扰(侧风或由于路面不平，使两边机轮的阻力不相等)使飞机相对其轴线转过一定角度，这时在支柱上形成的摩擦力将产生相对于飞机质心的力矩，它使飞机转向更大的角度。(4)在停机、起、落滑跑时，前机身仰起，因而向下的视界不佳。基于以上缺点，后三点式起落架的主导地位便逐渐被前三点式起落架所替代，目前只有一小部分小型和低速飞机仍然采用后三点式起落架。2、前三点式：这种起落架有一个前支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之前。前三点式起落架是目前大多数飞机所采用的起落架布置形式，与后三点式起落架相比较，前三点式起落架更加适合于高速飞机的起飞降落。

前三点式起落架的主要优点有：

1）着陆简单，安全可靠。若着陆时的实际速度大于规定值，则在主轮接地时，作用在主轮的撞击力使迎角急剧减小，因而不可能产生象后前三点式起落架那样的“跳跃”现象。2）具有良好的方向稳定性，侧风着陆时较安全。地面滑行时，操纵转弯较灵活。3）无倒立危险，因而允许强烈制动，因此，可以减小着陆后的滑跑距离。4）因在停机、起、落滑跑时，飞机机身处于水平或接近水平的状态，因而向下的视界较好，同时喷气式飞机上的发动机排出的燃气不会直接喷向跑道，因而对跑道的影响较小。然而，前三点式起落架依然存在许多缺点：1）前起落架的安排较困难，尤其是对单发动机的飞机，机身前部剩余的空间很小。2）前起落架承受的载荷大、尺寸大、构造复杂，因而质量大。3）着陆滑跑时处于小迎角状态，因而不能充分利用空气阻力进行制动。在不平坦的跑道上滑行时，超越障碍(沟渠、土堆等)的能力也比较差。4）前轮会产生摆振现象，因此需要有防止摆震的设备和措施，这又增加了前轮的复杂程度和重量。尽管如此，由于现代飞机的着陆速度较大，并且保证着陆时的安全成为考虑确定起落架形式的首要决定因素，而前三点式在这方面与后三点式相比有着明显的优势，因而得到最广泛的应用。3、自行车式：这种起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外，还具有翼下支柱，即在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。无论是前三点式起落架还是后三点式起落架，其主轮都是布置在机翼下方，因此飞行时都将主轮收入机翼内。但有一些飞机的机翼非常薄，或者是布置了其它结构设备，因此难于将主起落架收入机翼内，这种飞机（特别是采用上单翼的轰炸机）往往采用

自行车式起落架，如美国的“同温层堡垒”B-52等。由于自行车式起落架的两个主轮都在机身轴线上，飞行时直接收入机身内，而只在左右机翼下各装一个较小的辅助轮。

自行车式起落架虽然解决了主起落架的收放问题，但同时也带来了诸多的缺点：

1）前起落架承受的载荷较大，而使尺寸、质量增大。2）起飞滑跑时不易离地而使起飞滑跑距离增大。为使飞机达到起飞迎角，需要依靠专门措施，例如在起飞滑跑时伸长前起落架支柱长度或缩短后起落架支柱长度。3）不能采用主轮刹车的方法，而必须采用转向操纵机构实现地面转弯等。由于以上的不利因素，除非是不得以，一般不采用自行车起落架。目前仅有少数飞机采用这种起落架布局形式，如美国的“海鹞”AV-8垂直起降战斗机等。 4.多支柱式：这种起落架的布置形式与前三点式起落架类似，飞机的重心在主起落架之前，但其有多个主起落架支柱，一般用于大型飞机上。如美国的波音747旅客机、C-5A(军用运输机（起飞质量均在350吨以上)以及苏联的伊尔86旅客机(起飞质量206吨)。显然，

采用多支柱、多机轮可以减小起落架对跑道的压力，增加起飞着陆的安全性。在这四种布置形式中，前三种是最基本的起落架形式，多支柱式可以看作是前三点式的改进形式。目前，在现代飞机中应用最为广泛的是前三点式。

三、起落架的结构形式起落架一般由减震器、机轮、刹车装置和收放作动筒等组成。起落架的结构形式可分为构架式、支柱式和摇臂式三

种。

（一）构架式起落架构架式起落架的主要特点是：它通过承力构架将机轮与机翼或机身相连。承力构架中的杆件及减震支柱都是相互铰接的。它们只承受轴向力(沿各自的轴线方向)而不承受弯矩。因此，这种结构的起落架构造简单，质量也较小，在过去的轻型低速飞机上用得很广泛。但由于难以收放，现代高速飞机基本上不采用。

（二）支柱式起落架支柱式起落架的主要特点是：减震器与承力支柱合而为一，机轮直接固定在减震器的活塞杆上。减震支柱上端与机翼的连接形式取决于收放要求。对收放式起落架，撑杆可兼作收放作动筒。扭矩通过扭力臂传递，亦可以通过活塞杆与减震支柱的圆筒内壁采用花键连接来传递。这种形式的起落架构造简单紧凑，易于放收，而且质量较小，是现代飞机上广泛采用的形式之一。支柱式起落架的缺点是：活塞杆不但承受轴向力，而且承受弯矩，因而容易磨损及出现卡滞现象，使减震器的密封性能变差，不能采用较大的初压力。（三）摇臂式起落架摇臂式起落架的主要特点是：机轮通过可转动的摇臂与减震器的活塞杆相连。减震器亦可以兼作承力支柱。这种形式的活塞只承受轴向力，不承受弯矩，因而密封性能好，可增大减震器的初压力以减小减震器的尺寸，克服了支柱式的缺点，在现代飞机上得到了广泛的应用。摇臂式起落架的缺点是构造较复杂，接头受力较大，因此它在使用过程中的磨损亦较大。四、起落架的基本组成及其功用根据现代飞机起落架的功用及工作要求，其基本组成包括减震支柱、扭力臂、轮胎、收放机构、地面安全装置、主轮刹车装置与前轮

转弯机构等。大型客机主起落架多采用支柱套筒式加四轮小车式滑行装置，除基本组成外还包括侧撑杆与阻力撑杆、稳定减震器、刹车平衡机构、轮架及翻转机构等，各组成的功用简述如下。减震支柱上端与机体铰接，下端固结轮轴或铰接轮架，收放时绕铰接处转动，主要功用是承受、传递地面载荷，减小着陆撞击颠簸。扭力臂的上、下两臂由螺栓铰连，上臂连接支柱外筒，下臂连接支柱内筒，主要承受、传递扭转力矩，防止支柱内、外筒相对旋转。侧撑杆由上、下撑杆铰接而成，上连机体下连减震支柱，主要减小支柱的侧向载荷，有的与收放动作筒合用，有的则与撑杆式放下锁合用。阻力撑杆上连机体下连减震支柱，主要保证减震支柱前、后方向工作稳定，减小支柱水平方向的荷载。减震器

飞机在着陆接地瞬间或在不平的跑道上高速滑跑时，与地面发生剧烈的撞击，除充气轮胎可起小部分缓冲作用外，大部分撞击能量要靠减震器吸收。现代飞机上应用最广的是油液空气减震器。当减震器受撞击压缩时，空气的作用相当于弹簧，贮存能量。而油液以极高的速度穿过小孔，吸收大量撞击能量，把它们转变为热能，使飞机撞击后很快平稳下来，不致颠簸不止。轮架翻转机构在起落架收上时使轮架翻转约90o，以便收轮入舱，定位器保证着陆时放正小车式轮架。机轮和刹车系统机轮的主要作用是在地面支持收飞机的重量，减少飞机地面运动的阻力，吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能。主起落架上装有刹车装置，可用来缩短飞机着陆的滑跑距离，并使飞机在地面上具有良好的机动性。机轮主要由轮毂和轮胎组成。刹车装置主

要有弯块式、胶囊式和圆盘式三种。应用最为广泛的是圆盘式，其主要特点是摩擦面积大，热容量大，容易维护。五、起落架收放系统现代飞机起落架都是可收放式的，收上起落架飞行不仅可以减小阻力，而且有利于飞机姿式控制，因此起落架的收放直接影响到飞机着陆性能。民用飞机主要起落架收放方向有沿机翼展向与弦向两种，前、主起落架均收入专门的轮舱内，并由舱门掩盖。多数单发飞机和部分多发飞机，以及发动机装与尾部的飞机，主起落架沿翼展方向内收入根部机翼舱或机身舱内（a、b），少数沿机翼展向外收入机舱内（c）（两边机翼根部有发动机的军用机）起落架的收放系统包括：收放动作装置；收放位置锁定装置；舱门收放及协调装置；操纵控制与位置信号；地面安全装置；应急放下装置。收放动作筒是起落架收放的传动机构。现代飞机起落架收放由手柄或电门操控，控制液压换向阀，使液压进入动作筒转动起落架收放，保证收放时间与平稳上锁，不同飞机起落架收放的高度、速度等条件不一样，使用时应严格按照规定执行。收上锁将起落架固定在收上位，防止飞行中自动掉下来；放下锁将起落架固定在放下位，防止受到地面撞击而收起。位置锁一般为机械式，也有的飞机采用收上液压锁——当起落架收上到位时，将油液封闭与传动管路，使动作筒不能移动，从而固定起落架。机械式位置锁有挂钩式与撑杆式两种。收上锁除液压锁外均为挂钩锁；放下锁都为机械

式，除少数飞机前起落架采用挂钩式放下锁，民用客机起落架多数采用撑杆式放下锁。撑杆式放下锁由可折斜撑杆、可折锁杆，开锁动作

筒等组成。当动作筒作动起落架放下到位时，可折叠撑杆伸直（带一定过绕度）顶住起落架不能收起，可折叠锁杆（保险撑杆）在弹簧力作用下伸直顶住斜撑杆转动关节，有的飞机为钩住转动关节凸台，以此将起落架固定在放下位。收起起落架时，液压传动开锁动作筒克服弹簧力使锁杆折叠，同时带动斜撑杆折叠，起落架在收放动作筒作动下收上。起落架收到位锁住或放下到位锁住时，由终点电门接通驾驶舱信号板的位置信号显示。舱门机构保证舱门随起落架收放而开关，协调装置则保证放下时先开舱门，放好后部分舱门又关上，以减小外露口，收起落架是先开关闭的舱门，收好后关闭全部舱门。为防止飞机在地面时误收起落架的事故，收放系统设置有地面安全电门与保险销。锁销头带有一小的红旗表示地面保险销插入，飞机起飞前必须取下保险销。