книги из ГПНТБ / Конструкция летательных аппаратов учеб. пособие для студентов инженер.-экон. фак

3. По каталогу подбирается колесо для главной опор шасси. При этом должны выполняться следующие условия;

Е с ли э т и условия удовлетворены, производится проверка требований проходимости самолета по грунту или бетону (в зависимости от условии применения, заданных в ЭТТ).

Проходимость самолета — это его свойство эксплуатиро­ ваться на аэродромах определенного класса без повреждения ВПП.

Различают проходимость по грунту и по бетону. Проходи­ мость самолета определяется схемой н параметрами располо­ жения шасси, количеством к типом опор (количеством колес), параметрами колес (тип и характеристики пневматикой).

Проходимость самолета на бетонированных аэродромах (на аэродромах с твердым искусственным покрытием) зависит от прочности покрытия. Прочность бетонированных ВПП опре­ деляется толщиной и свойствами материала покрытия и ха­ рактеризуется предельным значением эквивалентной одноко­

ная по силовому эффекту воздействию на покрытие нагрузки от реальной опоры самолета с учетом параметров, количества п схемы установки колес на этой опоре.

Условием проходимости по бетонированной ВПП является выражение

В табл. 6.2 приведены нормы предельной эквивалентной одноколесной нагрузки по нормам JCAO для нескольких классов аэродромов.

112

стью Vy трех отдельных редуцированных (условных) масс «гред. Редуцированная масса — это масса самолета, приходя­

щаяся на рассматриваемую опору и определяемая по нормам прочности.

Для каждой из главных опор шасси

Вертикальная скорость зависит от посадочного веса само­ лета (7„ос, посадочной скорости Vnoc и рассчитывается по нор­ мам прочности

Vy = f ( G noz, l/„oc) > 2,8 м/сек.

Движущаяся со скоростью Vy редуцированная масса об­

ладает энергией, которую должна поглотить амортизация. Технические требования к амортизации вытекают из требо­

ваний норм прочности и опыта эксплуатации. Основные из них следующие:

1. Амортизация каждой опоры должна воспринять норми­ рованную эксплуатационную энергию

Аъ= 0,5/77рел V /,

где Ц. — приведенная вертикальная скорость самолета на

посадке.

2. Амортизация каждой из основных опор при полном обжатии должна воспринять без разрушения конструкции шасси и других частей максимальную энергию удара при гру­ бой посадке

^ПОС

3.Амортизация должна воспринимать значительную часть энергии удара в необратимой форме.

4.Полное время прямого и обратного ходов не должно превышать 0,8 с, чтобы амортизация успела распрямиться до следующего удара.

5.Прочность, жесткость и способность поглощать А* и Атах должна быть подтверждена испытаниями на сброс на копре.

6. Свойства амортизации должны мало зависеть от внеш­ них условий (температуры, атмосферных условии, длительно­ сти эксплуатации).

115

2 . Амортизаторы

Основную роль в поглощении энергии играет амортизатор. В настоящее время па большинстве самолетов применяются жидкостно-газовые амортизаторы разнообразных типов и на некоторых самолетах — жидкостные амортизаторы.

Рассмотрим работу типичного жидкостно-газового аморти­ затора (рис. 6.3). Основными его рабочими телами являются жидкость — гидросмесь и газ — азот.

Рис. 6.3. Жидкостно-газовый амортизатор.

Под действием на шток амортизатора силы Ра происходит сокращение амортизатора (прямой ход). На прямом ходу жидкость из уменьшающейся камеры А (рис. 6.3) проталки­ вается через профилированные отверстия в камеры Б и В.

116

Вследствие этого часть механической энергии удара за счет работы сил гидравлического сопротивления жидкости перево­ дится в тепловую энергию и рассеивается (т. е. воспринимает­ ся в необратимой форме). Некоторая часть энергии удара переводится в тепло за счет работы по преодолению сил ме­ ханического трения между частями амортизатора (штоком и уплотнениями) при их относительном движении.

Оставшаяся часть энергии удара затрачивается на сжатие газа (увеличение потенциальной энергии газа).

При сжатии газа преобразованием энергии удара в тепло можно пренебречь и считать, что энергия, затраченная на сжа­ тие газа, воспринимается в обратимой форме.

При распрямлении амортизатора за счет расширения газа (обратный ход) жидкость из уменьшающейся камеры Б через профилированные отверстия в клапанном кольце проталки­ вается в камеры Л и В. При этом часть потенциальной энергии сжатого газа преобразуется в тепловую энергию и рассеивает­ ся. Некоторая часть энергии газа преобразуется в тепловую энергию и рассеивается за счет работы сил механического трекия.

Оставшаяся часть энергии сжатого газа затрачивается на перемещение самолета вверх. Если эта часть энергии велика, то самолет может получить значительную перегрузку. В связи с этим' в амортизаторе имеется клапанное кольцо, которое обеспечивает большое торможение жидкости на обратном хо­ ду при ее перетекании из камеры Б.

На рис. 6.4 показана диаграмма работы жидкостно-газо­ вою амортизатора. По осп абсцисс отложен ход штока амор­ тизатора s, а по оси ординат — сила Р а, действующая на амортизатор.

Сила Рл уравновешивается силами сопротивления: газа Рг, жидкости Р жи трения Рт. На прямом ходу сила Рл равна сумме сил сопротивления:

Ра = Рг + Р,к Рт-

На обратном ходу, когда сила сопротивлении жидкости Ржох 11 трения Рт.о.х. препятствует распрямлению амортиза­ тора. сила Ра.0шХ' равна:

117

На диаграмме прямого хода (кривая ВС) отмечена вели­ чина усилия предварительной затяжки амортизатора Р.и. ко­ торая для данного амортизатора зависит от начального дав­ ления зарядки газа рло и сил трения.

Площадь диаграммы ABCD — Sabcd представляет в мас­ штабе энергию Ааэ, воспринятую амортизатором на прямом ходу; площадь SAppD — энергию, которая возвращается амор­ тизатором и расходуется на перемещение самолета вверх.

Энергия, которая рассеивается амортизатором за один цикл,

представляется площадью петли гистерезиса Sbci-I: (Sqbch— энергия, рассеянная па прямом ходу, Sj-jppQ — на обратном

.ходу).

3. Расположение амортизатора в конструкции шасси

Условия работы амортизатора в значительной степени за­ висят от его расположения в конструкции шасси. Б зависимо­ сти от расположения колес и амортизатора различают два вида конструкции опор:

1) с непосредственным креплением колес или тележки к амортизатору (телескопическая опора, рис. 6.5,с);

2 ) с рычажной подвеской колес (рис. 6.5,б,в,г).

Опора с непосредственным креплением колес имеет угол

дальнейшее увеличение 0 приводит к значительному изгибу амортизатора и увеличению сил трения в нем.

118

коэффициент передачи усилий па а ортн- затор.

Г'нс. 0.5. Расположение амортизаторов в конструкции шасси:

а -■ телескопическая опора; и, в, г — опоры с рычажной подвеской колес.

Для телескопической опоры (А, <1 Роп) ф = cos Н н при обжатии амортизатора практически пе меняется; перемещение штока амортизатора мало отличается от перемещения колеса. 15 схемах опор с рычажной подвеской 6 > 1 (Яа> Р 0п) и ме­ няется при обжатии амортизации; перемещение штока амор­ тизатора значительно меньше перемещения колеса.

Шасси с рычажной подвеской колес обладают следующими преимуществами перед телескопическими опорами:

1 ) амортизатор такой опоры хорошо амортизирует также нагрузки от лобовых сил;

2 ) при внешнем расположении амортизатора (рис. 6.5,6) он полностью разгружен от изгиба; в шасси с внутренних! амортизатором (рис. 6.5,е) значительно разгружен от изгиба шток амортизатора;

119

3) амортизатор имеет меньшую длину.

Недостатком шасси с рычажной подвеской является их большой вес и большое число подвижных элементов, которые подвержены износу.

При рассмотрении амортизации опоры шасси необходимо учитывать совместное участие в воснрипятип подведенной энергии Л э или Л тах как амортизатора, так и пневматиков колес.

От нагрузки на опору со стороны ВПП происходит об­ жатие пневматиков и амортизатора, за счет чего центр тяже­ сти массы /?7ред перемещается на величинуJ-'. При воспринят!!»

опорой энергии .4 тах перемещение составит:

уп,ах = г„ о -j- ф smax.

Распределение энергии .1.,, воспринятой амортизатором, показано на рис- В.6

веденная энергия Л'пахк концу хода_р",ахполностью поглощает­ ся амортизацией опорыПри этом часть энергии восприни­ мается в форме потенциальной энергии газа и воздуха в пневматнках

Л тах, приближенно можно определить из рассмотрения рис. 6.6

V2

т• — Т|,

где — коэффициент, учитывающий постепенное нарастание силы R — реакции опоры.

Тогда, учитывая, что т = — , п о л у ч и м

8

Рис. 6.R. Диаграмма оалаисн энергии.

§ е. КОНСТРУКЦИЯ и СИЛОВЫЕ с х е м ы ш а с с и

Силовая схема шасси определяет способ воспринятия на­ грузок, действующих на него, и передачи их на конструкцию самолета. По этому признаку все типы шасси можно разде­ лить на три группы: ферменное (пирамидальное); балочное; подкосно-балочпое или ферменно-балочное (рис. 6.7).

Достоинством ферменного шасси (рис. 6.7,о) является про­ стота конструкции и малый вес. Однако выполнить такое шасси, убирающимся в полете, трудно, а иногда и невозможно.

121