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起落架(Undercarriage)是航空器下部用於起飛降落或地面(或水面)滑行時支撐航空器並用於地面(或水面)移動的附件裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機的部件,因此它是飛機不可分缺的一部份;沒有它,飛機便不能在地面移動。當飛機起飛后,可以視飛機性能而收回起落架。

1發展演變

起落架

  起落架

在過去,由於飛機的飛行速度低,對飛機氣動外形的要求不十分嚴格,因此飛機的起落架都由固定的支架和機輪組成,這樣對製造來說不需要有很高的技術。當飛機在空中飛行時,起落架仍然暴露在機身之外。隨著飛機飛行速度的不斷提高,飛機很快就跨越了音速的障礙,由於飛行的阻力隨著飛行速度的增加而急劇增加,這時,暴露在外的起落架就嚴重影響了飛機的氣動性能,阻礙了飛行速度的進一步提高。
因此,人們便設計出了可收放的起落架,當飛機在空中飛行時就將起落架收到機翼或機身之內,以獲得良好的氣動性能,飛機著陸時再將起落架放下來。然而,有得必有失,這樣做的不足之處是由於起落架增加了複雜的收放系統,使得飛機的總重增加。但總的說來是得大於失,因此現代飛機不論是軍用飛機還是民航飛機,它們的起落架絕大部分都是可以收放的,只有一小部分超輕型飛機仍然採用固定形式的起落架(如蜜蜂系列超輕型飛機)。

2基本組成

減震器
飛機在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時,與地面發生劇烈的撞擊,除充氣輪胎可起小部分緩衝作用外,大部分撞擊能量要靠減震器吸收。現代飛機上應用最廣的是油液空氣減震器。當減震器受撞擊壓縮時,空氣的作用相當於彈簧,貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔,吸收大量撞擊能量,把它們轉變為熱能,使飛機撞擊后很快平穩下來,不致顛簸不止。
機輪和剎車系統
機輪的主要作用是在地面支持收飛機的重量,減少飛機地面運動的阻力,吸收飛機著陸和地面運動時的一部分撞擊動能。主起落架上裝有剎車裝置,可用來縮短飛機著陸的滑跑距離,並使飛機在地面上具有良好的機動性。機輪主要由輪轂和輪胎組成。剎車裝置主要有彎塊式、膠囊式和圓盤式三種。應用最為廣泛的是圓盤式,其主要特點是摩擦面積大,熱容量大,容易維護。
前三點式起落架
起落架

  起落架

飛機上使用最多的是前三點式起落架(圖1a[起落架布置型式])。前輪在機頭下面遠離飛機重心處,可避免飛機剎車時出現「拿大頂」的危險。兩個主輪左右對稱地布置在重心稍後處,左右主輪有一定距離可保證飛機在地面滑行時不致傾倒。飛機在地面滑行和停放時,機身地板基本處於水平位置,便於旅客登機和貨物裝卸。重型飛機用增加機輪和支點數目的方法減低輪胎對跑道的壓力,以改善飛機在前線土跑道上的起降滑行能力,例如美國軍用運輸機C-5A,起飛重量達348噸,僅主輪就有24個,採用4個並列的多輪式車架(每個車架上有6個機輪),構成4個並列主支點。加上前支點共有5個支點,但仍然具有前三點式起落架的性質。
優點
(1) 著陸簡單,安全可靠。若著陸時的實際速度大於規定值,則在主輪接地時,作用在主輪的撞擊力使迎角急劇減小,因而不可能產生象后三點式起落架那樣的「跳躍」現象。
(2)具有良好的方向穩定性,側風著陸時較安全。地面滑行時,操縱轉彎較靈活。
(3)無倒立危險,因而允許強烈制動,因此,可以減小著陸后的滑跑距離。
(4)因在停機、起、落滑跑時,飛機機身處於水平或接近水平的狀態,因而向下的視界較好,同時噴氣式飛機上的發動機排出的燃氣不會直接噴向跑道,因而對跑道的影響較小。
缺點
(1)前起落架的安排較困難,尤其是對單發動機的飛機,機身前部剩餘的空間很小。
(2)前起落架承受的載荷大、尺寸大、構造複雜,因而質量大。
(3)著陸滑跑時處於小迎角狀態,因而不能充分利用空氣阻力進行制動。在不平坦的跑道上滑行時,超越障礙(溝渠、土堆等)的能力也比較差。
F-35飛機後起落架

  F-35飛機後起落架

(4) 前輪會產生擺振現象,因此需要有防止擺震的設備和措施,這又增加了前輪的複雜程度和重量。
儘管如此,由於現代飛機的著陸速度較大,並且保證著陸時的安全成為考慮確定起落架形式的首要決定因素,而前三點式在這方面與后三點式相比有著明顯的優勢,因而得到最廣泛的應用。
自行車式起落架
還有一種用得不多的自行車式起落架,它的前輪和主輪前後布置在飛機對稱面內(即在機身下部),重心距前輪與主輪幾乎相等。為防止轉彎時傾倒,在機翼下還布置有輔助小輪。這種布置型式由於起飛時抬頭困難而較少採用。
構架式起落架
構架式起落架的主要特點是:它通過承力構架將機輪與機翼或機身相連。承力構架中的桿件及減震支柱都是相互鉸接的。它們只承受軸向力(沿各自的軸線方向)而不承受彎矩。因此,這種結構的起落架構造簡單,質量也較小,在過去的輕型低速飛機上用得很廣泛。但由於難以收放,現代高速飛機基本上不採用。
搖臂式起落架
搖臂式起落架的主要特點是:機輪通過可轉動的搖臂與減震器的活塞桿相連。減震器亦可以兼作承力支柱。這種形式的活塞只承受軸向力,不承受彎矩,因而密封性能好,可增大減震器的初壓力以減小減霞器的尺寸,克服了支柱式的缺點,在現代飛機上得到了廣泛的應用。搖臂式起落架的缺點是構造較複雜,接頭受力較大,因此它在使用過程中的磨損亦較大。

浮筒式起落架

浮筒式起落架是應用於水陸兩棲飛機上,由於水陸兩棲飛機需要能夠安全降落在水上和陸上,因此浮筒式起落架除了設有普通可收縮的機輪外,還設有專在水上降落、不能收回的浮筒。浮筒式起落架的機輪是收回在浮筒之內,為了方便在水面轉向,有些浮筒的尾端還有裝尾舵。

3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

  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》。
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。
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。
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。
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。
前起落架正常但缺右側主起落架的「瘸腿」

  前起落架正常但缺右側主起落架的「瘸腿」

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后只好迫降,無人員傷亡。

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