飞机起落架结构及其系统设计_本科毕业论文(编辑修改稿)

飞机起落架结构及其系统设计_本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

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霞器的尺寸，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。 3 起落架系统 概述 起落架用于在地面停放及滑行时支撑飞机，使飞机在 地面上灵活运动，并吸收飞机运动时产生的撞击载荷。 主起落架及其舱门 主起落架的作用是支撑机身后部。 当起落架收起后，舱门关闭，可以减小阻力。 采用油气式减震支柱来吸收、消耗着陆和滑行时的撞击能量，并消除滑行过程中所出现的震动。 减摆器可以吸收摆动能量，消除机轮摆振。 主起落架还将刹车力传送到飞机结构上 8 结构 主起落架结构包括减震支柱、阻力杆、侧撑杆、耳轴连杆、反作用连杆、防扭臂、轮轴和机轮。 起落架减震支柱是起落架的主要支承件。 包括外筒、内筒、节流孔支撑管、缓冲活门和计量油针。 另外上部和下部支承 提供滑动表面。 一个密封组件（包括 O 型密封圈和 T 型密封圈）可提供内外筒之间的静、动密封。 外筒后轴承联接外筒到后支撑梁，前轴承联接耳轴连杆到后翼梁。 前后轴承提供主起落架收放转轴。 内筒上有轮轴、刹车凸缘 (法兰盘 )、计量销和放油管。 可更换的衬套装于轮轴上提供安装机轮轴承和保护轮轴。 刹车凸缘用于安装刹车组件。 保险接头 每个主起落架有 1个保险螺拴和 2个保险紧固件。 保险螺拴位于上阻力杆的上端，在承受过大载荷时会被剪断，从而减轻对主结构的破坏。 阻力杆上部接头处的保险销被涂成黄色，以防止与阻力杆下部紧固件互换。 2 个保险紧固件用来固定耳轴连杆的2 个球形轴承，避免起落架在收放过程中出现卡阻。 维护 起落架上有许多润滑加注口。 当润滑油压力超过 2500 PSI 时，可能会导致加注口错位。 加油枪的压力最大应限制在 2500PSI。 向主起落架转动轴承注油时，压力不能超过 400 PSI。 主起落架减震支柱 （ 1）工作原理 减震支柱内外筒之间有液压油，还充有高压氮气或干燥空气。 当减震支柱压缩时，气体受到压缩，吸收能量，起到缓冲减震作用。 同时节流孔下面的容积减小油液必须通过节流孔向上流动。 当减震支柱伸长时 ，气体膨胀，节流孔上面的油液又要通过节流孔向下流动。 油液高速流过节流孔时，产生大量的热，起到消耗能量的作用。 9 （ 2）计量油针 计量油针是锥形的。 当减震支柱压缩时，油针向上运动，使得节流孔面积逐渐减小，油液的流量逐渐减小，减震支柱压缩速度逐渐减慢，可以防止内外筒之间发生刚性撞击。 （ 3）缓冲活门 缓冲活门位于上支承结构内，其运动部件是一个外圈有槽的青铜环，在环上有 3个小孔。 当减震支柱伸缩时，上下支承间的容积也发生变化，油液要经过青铜环流动。 当减震支柱压缩时，上下支承间的容积增大，油液要经过青铜环向下流动。 此 时，油液可以经过 3 个小孔，也可以经过外圈的槽，流动不受限制。 当减震支柱伸长时，上下支承间的容积减小，油液要经过青铜环向上流动。 此时，环被压紧到上支承上，外圈的槽被堵上，油液只能通过 3 个小孔流动，这就限制了减震支柱的伸长速度，可以防止飞机接地之后出现反跳。 （ 4）主起落架减震支柱密封 一个密封组件位于下支承与隔块之间。 密封组件上的 T 型密封圈在两个支撑环支撑下，与内筒接触， O 型密封圈在两个支撑环支撑下与外筒接触。 提供内外筒之间的油气密封。 备用密封圈装于下支承的环槽内。 备用密封圈的存在，使得可以在不必分解整个减震 支柱的情况下更换密封圈。 当最后的备用 O 型密封圈和 T 型密封圈用坏后，必须分解减震支柱，以便更换每个密封圈。 主起落架阻力杆 主起落架阻力杆的作用是沿前后方向支撑起落架减震支柱。 阻力杆包括上部阻力杆和下部阻力杆。 上部阻力杆与耳轴连杆相联；下部阻力杆联接到外筒上的上扭力臂的凸耳上。 一个保险销位于上部阻力杆上端，起落架受到猛烈撞击时，保险销先被剪断，可以减小对机翼结构的破坏。 主起落架耳轴连杆 耳轴连杆提供主起落架减震支柱的前部铰支点。 主起落架减震支柱的载荷从阻力杆通过耳轴连杆传到飞机结构 上。 10 耳轴连杆后端和减震支柱铰接，前端铰支在机翼后梁上，可在球形轴承里转动。 前起落架和舱门 安装在驾驶舱后隔框上，提供机身前部的支持。 前起落架包括阻力杆、减震支柱、防扭臂、前起落架液压收放作动筒和液压锁作动筒。 前起落架正常情况下是使用液压作动收放 (向前收起 )的。 当起落架收进时，阻力杆折迭。 当操纵转弯时，减震支柱内筒可在外筒内转动。 当起落架收上时，前起落架舱门机械作动关闭；当前起落架放下时，前起落架舱门机械作动打开。 起落架的收放系统 起落架收放工作原理 以前起落架收放为例来 进行说明，系统原理如图 51 所示。 正常收起落间隙时，起落架收放手柄 (下简称手柄 )处于收上位时，电液换向阀 l 使高压油进入收上管路，放下管路 b 回油管路相通。 在高压油的作用下，下位锁作动筒的活塞杆缩进，下位锁打开。 另一路高压油一方面液控单向阀 13 打开，使舱门作动筒 12 的回油略沟通；另一方面油通过限流活门 9 进入收放作动筒，使活塞杆伸出，起落架收起，作动筒 8的回油经脚向活门 应急转换活门 电液换向阀 1 和应急排油活门 2 流入油箱。 当起落架收好后，协调活门 11 压通，高压油进入舱门作动筒 lO、 12 的收上腔使舱门收起。 当手柄处于放下位置时，来油与放下管路接通，收上管路与回油路相通，起落架放下。 在系统中还设有地面联锁开关，当飞机停放时，联锁开关自动断开电液换向阀的电路，此时即使将手柄置于收起位置，电液换向阀也不会工作，从而防止了地面误收起落架。 11 图 51 前起落架收放系统原理图 起落架收放过程中的的液压系统 液压系统目前在飞机上使用最广泛。 它不但用于收放起落架，也用于收放其他构件如襟翼等。 同时也可以用来操纵助力器，它所作用的机构虽有不同，但其工作原理是一样的。 液压系统之所以能够弥补驾驶员体力的不足，完 成一定的传动动作，来推动高速或是重型飞机的某些构件工作，是因为它能完成两方面的任务，一方面它能使油液传力，另一方面能使油液不断向附件运动的方向流动 . 根据物理学 “巴斯加 ”原理，在密封的液体的容器中，如果对液体的任一部分施加压力。 液体便能把这一压力的大小不变的向四面八方传递，如图 52（液压系统传动基本工作原理）所示，用力 F 推动操纵手柄手柄带动液压泵，使它在较小的面积上施加压力，就能迫使油液不断流入液压作动筒，推动活塞，使活塞杆伸出，来带动构件。 在传动过程中，倘若不考虑油液在管路中的流动阻力。 那么油液压力的大 小仅仅取决于活塞杆上的载荷 P 的大小，载荷越大，油液压力就越大。 由于液压泵的受压面积很小，而作动筒活塞面积较大，因而液压泵在原动力不大的情况下，能使作动筒产生很大的传动力，来带动很重的构件，这就是液压系统传动的基本原理。 12 图 52 液压系统传动基本工作原理 液压系统包括供压部分和传动部分。 供压部分的主要附件有：油箱，液压泵安全活门和管路等。 油箱的作用是储存一定的液压油，液压泵则是把液压油输送到各个传动部分，如起落架收放部分。 传动部分不工作时，液压泵还须不断的输送液压油，因此在输油管路上装有安全活门，如液压系统压力达到一定数值，就可以打开安全活门，使液压油流回油箱，以免压力过大，引起故障。 传动部分的附件主要有：开关，液压作动筒和管路等。 平时开关处于中立位置，堵住来油路，使传动部分不工作。 如果需要工作就可以把开关扳到一定的工作位置，来油管路便可以与液压作动筒的一 端连通，油液经过开关而进入作动筒，推动活塞，使活塞杆运动便可以带动飞机某一构件工作了，在传动过程中，活塞另一边的油液被排除而经回路管流回油箱。 根据上述对液压系统的基本工作原理和组成部分，下面就主起落架收，放两个方面做一简略介绍。 主起落架收起时的液压系统工作过程 起落架收放部分的组成如下图所示，它的工作规律是放起落架时，首先开锁，再放轮舱盖，最后放起落架；收起落架时，先收起落架，后收轮舱盖，如图 53 所示。 13 图 53 起落架收放系统原理图 将起落架收放手柄板到放下位置，主供压部分来的高压油 液即从起落架电磁开关的放下接头流出，分别到主起落架和前起落架放下管路去工作。 进入主起落架放下管路的油液，首先进入开锁动作筒打开收上锁，然后分为两路：一路经两用活门进入主轮舱盖收放动作筒的放下腔，放下轮舱盖；另一路经液压锁进入主起落架收放动作筒的放下腔，放下主起落架。 进入前起落架收放动作筒的放下腔，经液压锁后，进入前起落架收放动作筒的放下腔，使活塞杆收缩，打开收上锁后再将前起落架放下。 各动作筒收上腔的油液，通过收上管路，经电磁开关的回油接头流回油箱。 主起落架和主轮舱盖放下后，分别由动作筒内的卡环锁和钢珠锁住。 为了保险，系统中还利用液压锁来封闭起落架收放动作筒放下腔内的油液，将起落架锁在放下位置。 前起落架放下后靠其头部的放下锁以及液压锁锁住。 为了防止起落架在自身重量作用下放下速度太快，以致引起撞击，在主起落架收上管路内装有直径 1 至 2mm 的单向限流活门，在前起落架收上管路内设有直径 2 至5mm 的节流孔，用来增大放起落架时动作筒的回油阻力。 主起落架放下时的液压系统工作原理 将起落架收放手柄扳到收上位置，主供压部分来的高压油液从电磁开关的收上接头流出，分别通往向前和向后延伸的管路。 油液进入向后延伸的管 路，去收上主起落架和轮舱盖。 其中：一路到开锁动作筒使活塞杆缩进，以便起落架收上后能够上锁；一路到协调活门准备收轮舱盖；一路顶开单向限流活门进入液压锁，一方面打开液压锁以便主起落架收放动作筒的放下腔回 14 油，一方面流入动作筒的收上腔，将起落架收上。 主起落架收起后，动作筒上的顶片顶开协调活门，高压油液就经过协调活门进入轮舱盖收放动作筒，收上轮舱盖。 进入向前延伸管路的油液：一路去打开前起落架液压锁；一路进入前起落架收放动作筒的收上腔退出活塞杆，打开放下锁并将前起落架收上。 此外，还有一路进入自动刹车动作筒去操纵刹车调 压器刹住机轮，以防止收起落架过程中机轮高速旋转而引起振动。 收起落架时，各收放动作筒放下腔的油液通过放下管路和电磁开关回油接头流回油箱。 将起落架收放手柄扳到中立位置，收放管路均经电磁开关与回油管路接通。 起落架收放部分共有三个单项活门。 左右主起落架放下管路内各一个，其功能是：收起落架时，使起落架和轮舱盖收放动作筒放下腔的油液能绕过开锁动作筒流回油箱；放起落架时又能保证先开锁。 电磁开关回油接头上的单向活门，用来防止收放减速板的回油压力传入起落架收放管路，引起起落架收放部分自动工作。 电磁开关的放下接头内装有直 径 3mm 的节流孔用来低回油压力。 液压系统目前在飞机上使用最广泛。 在液压系统发生故障时应急放起 液压系统发生故障时，可用机械操纵传动机构打开起落架收上位置锁将起落架放下。 由于前主起落架的应急开锁是分开的，所以必须先将前起落架放下之后，才允许放下主起落架，当把收上位置锁打开后，起落架靠自重及飞行中的气流放下和上锁。 此时，为了保证作动筒腔中的液压油能顺畅的快速回油便于起落架放下时上锁，必需打开位于中央操纵台上的开关，如图 54 所示。 15 图 54 主起落架收放系统液压原理图 起落架 收放的工作电路 收放起落架时，应先打开电源电门，起落架信号灯电门和起落架襟翼电磁开关电门，再操纵左仪表板上的起落架收放收放手柄（如图。