Схема движения стойки шасси при шимми. Доработка стоек шасси

04.04.2024

На самолете Як-18Т установлены главные стойки шасси одностоечного типа ферменно-балочной конструкции с боковым и задним подкосами и с непосредственным креплением колеса к штоку амортизатора. Главные стойки шасси (рис. 45, 46) установлены в центроплане и состоят из следующих элементов.

Стойка 1 - основной силовой элемент главной ноги, передающий нагрузки от колеса к самолету. Она испытывает нагрузки от сил и моментов по всем трем осям. Как и в конструкции передней ноги шасси, стойка главной ноги представляет собой одно целое с амортизатором.

Складывающийся подкос 2 (боковой) воспринимает усилия, действующие на стойку от боковой силы, приложенной к колесу, и увеличивает жесткость конструкции стойки в боковом направлении. Состоит из верхнего и нижнего звеньев. Жесткий подкос (см. рис. 45) 4 (задний) воспринимает силы, действующие на стойку в плоскости колеса, и увеличивает жесткость конструкции стойки в продольном направлении.

Цилиндр-подъемник 6 и замок убранного положения 8 выполняют те же функции, что и аналогичные элементы конструкции передней ноги шасси.

Ось 5 и шкворень 7 служат для крепления и фиксации амортизационной стойки главной ноги шасси в кронштейнах, находящихся соответственно на заднем лонжероне и диафрагме центроплана; изготовлены из поковки материала 30ХГСА.

Щиток 9 служит для частичного закрытия ниши при убранном положении главной ноги. Колесо 10 - опора главной ноги шасси, тормозное. Для сигнализации положения главной ноги на ней смонтирован механический указатель 3.

Главные ноги шасси в убранном положении удерживаются механическими замками, в выпущенном - шариковыми замками цилиндров - подъемников и боковыми складывающимися подкосами.

Амортизационная стойка главной ноги шасси (рис. 47) состоит из стального стакана (из материала 30ХГСА), стального штока с полуосью для крепления колеса, шлиц-шарнира, фиксирующего шток от поворота вокруг вертикальной оси, и деталей амортизации. В верхней части стакан 4 имеет проушины для оси 14 и шкворня 2, с помощью которых главная стойка крепится к центроплану, а также кронштейн 1 для крепления к стойке ушкового болта штока цилиндра-подъемника.

В средней части стакана, представляющей собой толстостенную стальную трубу, расположены верхний зарядный штуцер 3, узлы крепления тяг щитка и проушины крепления жесткого и складывающегося подкосов. В нижней своей части стакан имеет проушину для крепления верхнего звена шлиц-шарнира и узла подвески стойки на замок убранного положения.

Узел подвески представляет собой проушину с вставленным в ее отверстия болтом 12 с внутренней распорной и внешней 11 стальными втулками и двумя шайбами 10. Шайбы и лапы проушин имеют рифленую поверхность для регулировки положения болта с втулкой. На болт наворачивается гайка, контрящаяся шплинтом.

Внутри стакана в нижней его части с помощью гайки 26, законтренной винтом, установлена неподвижная букса 23 с уплотнениями, а с помощью стопорного кольца 28 в гайку установлен обтюратор 27 с сальником 25.

Шток амортизационной стойки полый и выполнен из материала 30ХГСА. К нижнему концу штока приварен узел с полуосью для крепления колеса с нижним зарядным штуцером и проушиной крепления нижнего звена шлиц-шарнира. В верхней части с помощью гайки 20, законтренной шплинтом 21, закреплен пакет деталей амортизации, движущийся вместе со штоком и состоящий из подвижной буксы 16, разрезного кольца 17, клапана 18, выполненного в виде стального кольца с тремя отверстиями Æ 1,4 мм для протекания жидкости, втулок 22 и 15. Подвижная букса 16 и втулка 22 выполнены из материала БРАЖМЦ.

С помощью гайки 20 на штоке установлен поршень 24, который имеет возможность перемещаться внутри штока (ход 120±3 мм) и делит полость амортизационной стойки на две изолированные друг от друга камеры Д и Г.

Через нижний штуцер камера Г заряжается азотом до давления 65 ±1 кгс/см2, через гнездо верхнего штуцера камера Д заполняется маслом АМГ - 10, а через штуцер заряжается азотом до 24 ±1 кгс/см2. По конструкции штуцеры подобны штуцерам передней амортизационной стойки. Герметичность главной амортизационной стойки обеспечивается применением уплотнений, состоящих из фторопластовых шайб и резиновых колец, расположенных в кольцевых выточках на внутренней и внешней поверхности неподвижной буксы и внешней поверхности поршня. Работа амортизационной стойки главной ноги шасси аналогична работе передней амортизационной стойки.

Диаграмма обжатия главной амортстойки показана на рис. 48.

Работа амортизации на прямом ходе представлена на диаграмме в виде кривой abc. Как и на диаграмме (см. рис. 39) обжатия передней стойки, кривая abc отчетливо распадается на два участка: ab - показывает работу амортизации при нормальной посадке (работа верхней камеры Д амортизационной стоики); bc - работу нижней камеры Г. Последняя вступает в работу при поглощении энергии грубой посадки или преодолении самолетом высокого препятствия при движении по аэродрому. Доля работы, затрачиваемой на преодоление гидравлических сопротивлении жидкости, в общем объеме работы, поглощенной амортизатором, при прямом ходе несколько выше, чем при обжатии передней стоики, что видно на участке bc диаграммы, характеризующей работу нижней камеры амортизационной стойки. Амортизация на обратном ходе осуществляется в основном торможением жидкости в клапане 18, который прижимается к буксе 16, и жидкость вытесняется из полости между стаканом 4 и втулкой 15 только через отверстия в клапане и буксе.

Кривая усилий ned при движении штока вниз, изображенная на диаграмме обжатия главной стойки, состоит из двух участков, характеризующих работу верхней и нижней камер амортизатора.

Складывающийся и жесткий подкосы. Складывающийся подкос 2 (см рис. 45) служит для фиксации главной ноги шасси в выпущенном положении, передает усилия с амортизационной стоики на узел центроплана и совместно с цилиндром-подъемником входит в механизм уборки и выпуска главной ноги шасси.

Подкос состоит из верхнего и нижнего штампованных из материала 30ХГСА звеньев, соединенных между собой болтом с гайкой.

Нижнее звено подкоса соединено с амортизационной стойкой, верхнее - с кронштейном на стенке ниши шасси. Под соединительный болт в нижнем звене подкоса установлен шаровой вкладыш. Гайки соединительных болтов верхнего и нижнего звеньев контрятся шплинтами.

Верхнее звено подкоса шарнирно соединено с кронштейном на стенке ниши шасси и с цилиндром-подъемником. Соединение с цилиндром - подъемником осуществляется с помощью специального ушкового болта, вращающегося в бронзовых втулках, впрессованных в бобышку верхнего звена подкоса. С помощью болта и гайки, законтренной шплинтом, ушковый болт подкоса соединен с ушковым болтом, ввернутым в шток цилиндра - подъемника.

В кронштейне верхнего звена подкоса установлен концевой выключатель АМ800К, а в кронштейн нижнего звена ввернут нажимной регулируемый винт. При уборке шасси подкос складывается, нажимной винт освобождает от нажатия шток концевого выключателя и на табло сигнализации шасси в кабине гаснет зеленая сигнальная лампа выпущенного положения главной ноги шасси.

В выпущенном положении главной ноги звенья складывающегося подкоса устанавливаются в распор и фиксируются в этом положении цилиндром-подъемником, шток которого запирается шариковым замком, что препятствует складыванию подкоса от внешних боковых усилий, действующих на ногу шасси. Нажимной винт нижнего звена подкоса нажимает на шток концевого выключателя, и на сигнальном табло шасси горит зеленая сигнальная лампа выпущенного положения главной ноги. Обратная стрелка прогиба подкоса вниз от прямой – 5 ± 0, 2 мм.

Жесткий подкос 4 (см. рис. 45), соединяющий ось со стойкой, представляет собой толстостенную стальную трубку диаметром 25X2, в которую вварены вилка и ухо. С помощью вилки подкос крепится к оси, с помощью уха - к стойке. Крепление подкоса осуществляется болтовыми соединениями. Гайки болтов контрятся шплинтами.

Цилиндр-подъемник уборки-выпуска главной стойки шасси по конструкции аналогичен цилиндру - подъемнику передней стойки. Ухо цилиндра-подъемника крепится к ушковому болту, установленному на верхнем звене подкоса, а шток - ввернутым в него ушковым болтом к кронштейну (см. рис 45), установленному на болтах крепления шкворня к стакану амортизационной стойки. Отличие в работе цилиндра - подъемника главной ноги от цилиндра-подъемника передней ноги при выпуске шасси состоит в том, что фиксация главной ноги в выпущенном положении и закрытие шарикового замка обеспечиваются при штоке, втянутом в корпус цилиндра.

Щиток главной стойки шасси. Щиток 9 (см. рис. 45) служит для частичного закрытия ниши шасси при убранном положении главной ноги. Он состоит из обшивки и приваренной к ней штампованной из материала Д16 жесткости. Крепление штока к нижней обшивке центроплана осуществлено с помощью шомпольной петли, а к амортизационной стойке - с помощью двух регулируемых по длине стальных тяг. Тяги соединяют кронштейны на щитке с узлами, приваренными к стакану амортизационной стойки. Гайки болтов, соединяющих тяги с кронштейнами на щитке и болты соединения тяг со стаканом амортизационной стойки, контрятся шплинтами.

Замок убранного положения главной стойки шасси 8 (см. рис. 45) крепится четырьмя болтами с анкерными гайками к стенке ниши главной ноги шасси. По конструкции элементов и принципу работы замок аналогичен замку убранного положения передней ноги шасси. При открытом замке на сигнальном табло шасси в кабине красная сигнальная лампа убранного положения главных ног шасси гаснет.

Колесо. На каждой амортизационной стойке главных ног шасси установлено по тормозному колесу К141/Т141.

Тормозное колесо (рис. 49) состоит из колеса и камерного тормоза. При установке на самолет тормозное колесо собирается совместно с пневматикой размером 500x150 мм. Колесо состоит из барабана 3, несущего специальные узлы конструкции, и представляет собой отливку из магниевого сплава МЛ4 или МЛ5. Во внутренней полости барабана размещена тормозная рубашка 10, в которой размещен камерный тормоз.

Реборда 2 выполнена съемной для облегчения монтажа пневматика 1 на колесо. В собранном колесе реборда удерживается в осевом направлении двумя контрящими полукольцами 9, а от проворачивания - втулками, установленными в пазы реборды и барабана.

Вращение колеса осуществляется на конических радиально - упорных роликоподшипниках 5. Их наружные кольца запрессованы в гнездо ступицы барабана. Внутренние обоймы с роликами монтируются на полуоси 14 штока амортизационной стойки и затягиваются гайкой 6. С внешних сторон подшипники защищены от засорения и вытекания смазки колпачком и войлочным кольцом обтюратора. От попадания грязи во внутренние полости колесо закрыто щитком 7.

Камерный тормоз, размещенный в тормозной рубашке 10, состоит из корпуса тормоза 12, двенадцати колодок 15, тормозной камеры 17, штуцера 18 с фланцем, возвратных пружин 16, обтекателя 11, а также деталей крепления. Корпус 12 отлит из магниевого сплава МЛ4 или МЛ5. Шестью болтами 13 корпус (а с ним и весь тормоз) крепится к фланцу полуоси штока амортизационной стойки. Колодки 15 армированные - фрикционная пластмасса спрессована совместно с металлическим каркасом. Наружная поверхность колодок образует с поверхностью рубашки 10 фрикционную пару. Колодки имеют возможность перемещаться только в радиальном направлении под давлением сжатого воздуха, подведенного в тормозную камеру 17 через штуцер и угольник 19.

Возвратные пружины 16 типа ленточных рессор проходят через торцевые пазы в колодках и отводят колодки от рубашки после сброса давления из тормозной камеры.

В обтекателе 11 имеются четыре отверстия, закрытые специальными крышками и служащие для контроля за износом колодок в эксплуатации.

При нажатии на тормозные рычаги, установленные на штурвалах управления, воздух поступает в тормозную магистраль и дифференциалом ПУ-8 (У138) в зависимости от положения педалей распределяется в тормозную камеру левого или правого колеса. Давление сжатого воздуха, подведенного в тормозную камеру, создает распорное усилие, перемещающее колодки в радиальном направлении. Колодки, перемещаясь, преодолевают усилие возвратных пружин 16 и прижимаются к тормозной рубашке 10, предварительно выбрав зазор между колодками и рубашкой. При их соприкосновении возникают силы трения, создающие тормозной момент. При сбросе давления из тормозной камеры возвратные пружины отжимают колодки от рубашки в исходное положение. Между колодками тормоза и рубашкой колеса устанавливается зазор, обеспечивающий свободное вращение колеса на полуоси.

Механический указатель положения главной стойки шасси (см, рис. 45) состоит из трех основных элементов: серьги, вилки и самого указателя 3. Штампованная из материала АК-6 серьга смонтирована на болте крепления жесткого подкоса 4 к оси 5 навески амортизационной стойки. С помощью болта с гайкой, законтренной шплинтом, серьга соединена со стальной вилкой, которая вворачивается непосредственно в указатель.

При выпущенном положении шасси указатель выходит за обводы центроплана на расстоянии 70 мм перед задним лонжероном. Отверстие в обшивке центроплана для выхода указателя окантовано фторопластовым пистоном. При уборке шасси ось 5 вращается в кронштейне крепления главной ноги, а вместе с ней изменяет свое положение и серьга. При этом указатель втягивается внутрь центроплана, и пилот получает информацию о нахождении стоек в убранном положении.

Две основных опоры такого шасси располагаются за центром масс самолета, а третья опора устанавливается в носовой части фюзеляжа. Эта опора для обеспечения управляемости самолета на земле делается или свободно ориентирующейся, или снабжается принудительной системой разворота передних колес.

Схема характеризуется следующими параметрами:

b - база шасси;

B - колея шасси;

H - высота шасси;

e - вынос главных опор;

g - угол выноса главных опор;

jо - угол опрокидывания;

jст - стояночный угол.

Эти параметры связаны с посадочным углом α пос, установочным углом α уст и углом на разбеге α разб крыла.

Разбег самолета с данной схемой шасси выполняется в трехточечном положении при:

α разб = jст + α уст.

В конце разбега отклонением руля высоты летчик отрывает переднюю опору, а затем происходит и отрыв от земли основных опор. Посадка самолета происходит на основные опоры с улом атаки крыла

α пос = jо + α уст. + jст

с последующим переваливанием на переднюю опору. Условие переваливания обеспечивается углом выноса g = jо + (1 - 2)о.

Это условие дает величину относительного выноса e/b = 0,1 - 0,15, который показывает долю нагрузки от полной силы тяжести, приходящейся на переднюю опору при стоянке.

Отсутствие опрокидывания вбок обеспечивается углом e, равным (40 - 45)о, что соответствует относительной колее B/b = 0,7 - 1,2.

Схема шасси с передней опорой дает следующие важные преимущества:

Более простая техника пилотирования на взлете, посадке и пробеге;

Устойчивость движения на разбеге и пробеге, которая обеспечивается приложением сил трения колес главных опор за центром масс самолета;

Улучшенный обзор из кабины при движении по земле;

Простота маневрирования при использовании системы поворота передних колес;

Более интенсивное торможение на пробеге и возможность скоростной посадки, что обеспечивается исключением опасности капотирования самолета;

Близкое к горизонтальному положение пола пассажирских и грузовых кабин, а так же осей двигателей, что исключает обдув ВВП горячими газами ТРД.

К недостаткам схемы следует отнести большую за счет более длинной передней опоры массу шасси и возможность возникновения автоколебаний передней опоры типа "шимми". Для гашения этих колебаний передняя опора снабжается гидравлическими демпферами - гасителями колебаний передних колес.

Велосипедная схема шасси.

Шасси состоит из передней опоры, аналогичной передней опоре трехточечной схемы, и задней опоры, закрепляемой на фюзеляже позади центра масс самолета. Эта схема позволяет избежать установки основных опор шасси на крыле. В этом случае на крыле устанавливаются

только вспомогательные опоры, которые при отсутствии крена самолета могут не касаться земли

Основные параметры схемы:

b - база шасси;

H - высота шасси;

B" - колея подкрыльных стоек;

g - угол выноса основной опоры;

b - угол выноса передней опоры.

Различают два типа велосипедного шасси:

1) шасси с углом выноса задней опоры g = (25 - 30)о и e/b = 0,1 - 0,15.

Параметры такого шасси, кроме колеи, выбираются аналогично параметрам трехопорного шасси с носовой опорой. Взлет и посадка такого самолета ничем не отличаются от аналогичных режимов самолета с рассмотренной выше схемой шасси.

2) шасси с g = (40 - 60)о и e/b = 0,4 - 0,5.

Невозможность отрыва передней опоры на взлете требует взлета с обеих опор одновременно, а необходимое увеличение угла атаки крыла в конце разбега обеспечивается или удлинением передней опоры, или укорочением (приседанием) задней опоры. Сложность конструкции таких опор, сложность пилотирования самолета на взлете и посадке ограничивают применение данной схемы шасси. Обычно она используется лишь на военных самолетах.

Многоопорное шасси.

На тяжелых самолетах с очень большой взлетной массой для снижения и более равномерного распределения нагрузки на ВПП приходится увеличивать число опор шасси. В схеме с передней опорой может использоваться три, четыре и более основных опор. Число передних опор более двух сильно затрудняет маневрирование самолета на земле, поэтому даже на очень больших самолетах более двух передних опор не ставится. Для улучшения маневренности при большом числе опор кроме управляемых передних опор иногда делаются управляемыми и основные опоры - все или только некоторые из них (передние, задние). Параметры многоопорного шасси выбираются так же, как и параметры трехопорного. За точку опрокидывания в этом случае принимается точка приложения результирующей сил реакций земли на колесах основных опор при стоянке самолета.

При посадке самолет с многоопорным шасси вначале касается земли задними колесами основных опор, затем переваливается на остальные главные и передние колеса. Амортизаторы задних опор, которые первыми касаются земли делаются более мягкими, чем остальные.

Нагрузки шасси.

При взлете и посадке самолета, при его движении по аэродрому, на стоянке на колеса шасси действуют статические и динамические нагрузки. Их величина и направление определяются схемой шасси, условиями и характером посадки, типом ВПП, характеристиками амортизационной системы и др. Эти нагрузки можно представить в виде приложенных к колесам трех составляющих сил, направленных по основным координатным осям самолета:

Px - сила переднего удара;

Py - вертикальная сила;

Pz - сила бокового удара.

Величина этих нагрузок определяется нормами прочности или авиационными правилами (АП), которые задают основные расчетные случаи нагружения шасси, перегрузку и коэффициент безопасности для каждого случая, величину нагрузки, ее направление и распределение между опорами и колесами. По найденным таким образом нагрузкам строятся расчетные эпюры и проводятся все необходимые прочностные расчеты.

Конструктивно - силовые схемы шасси.

Опора шасси состоит из основного силового элемента - стойки, устройства для поглощения и рассеивания энергии ударных нагрузок - амортизатора и опорных устройств - колес.

Конструктивно-силовые схемы опор шасси можно классифицировать по следующим признакам:

Способу крепления стойки к самолету;

Способу размещения амортизатора на опоре;

Способу крепления колес к стойке.

Способы крепления стойки к самолету.

По этому признаку различают консольную и подкосную схемы крепления стоек.

При консольной схеме стойка жестко закрепляется (защемляется) в верхнем узле крепления и в силовом отношении представляет собой работающую на изгиб консольную балку. Жесткая заделка обеспечивается запиранием стойки в выпущенном положении механическим замком той или иной конструкции. Защемление неубирающейся стойки обеспечивается конструкцией узла ее крепления.

Основной недостаток данной схемы заключается в том, что в корневой части стойка воспринимает большие изгибные нагрузки, сильно увеличивающие ее массу.

В подкосной схеме стойка (1) снабжается дополнительными подкосами (2) в одной или двух плоскостях, которые существенно снижают изгибающие моменты в корневой части стойки и, как правило, обеспечивают общий выигрыш в массе шасси.

Подкосы для обеспечения уборки могут быть складывающимися. В качестве подкоса иногда используются подъемники шасси. В обоих случаях должна обеспечиваться надежная фиксация стойки в выпущенном положении. Подкосная схема кроме выигрыша в массе конструкции, обеспечивает и более жесткое закрепление стойки к самолету, что благоприятно сказывается на устранении некоторых видов автоколебаний стоек, возникающих при движении самолета по земле. Схема подкосного шасси получила самое широкое распространение на современных самолетах.

Схемы размещения амортизаторов.

В зависимости от расположения амортизатора относительно силового элемента опоры - стойки, различают телескопическую (а), рычажную (б и в) и полурычажную (г) схемы стоек.

Телескопическая (а) стойка объединяет в себе силовой элемент - трубчатую стойку и амортизатор. Труба стойки выполняет роль цилиндра амортизатора, внутрь которого входит шток с поршнем, образуя с цилиндром телескопическую пару. На нижнем конце штока подвешиваются колеса. Чтобы исключить вращение штока в цилиндре оба этих элемента соединяются двухзвенником (шлиц-шарниром), обеспечивающим только поступательное движение штока в цилиндре при действии осевой сжимающей нагрузки. К недостаткам этой схемы следует отнести отсутствие амортизации боковых нагрузок и нагрузок переднего удара, а также большое трение в буксах и уплотнении амортизатора при действии этих нагрузок. Частичную амортизацию переднего удара при этой схеме можно обеспечить, придав стойке некоторый угол наклона в продольной плоскости, параллельной плоскости симметрии самолета. Большего участия амортизатора в восприятии силы переднего удара можно получить, используя качающуюся телескопическую схему стойки. В этой схеме стойка шарнирно подвешивается в верхнем узле крепления и фиксируется в выпущенном положении жестким подкосом, присоединенным спереди к среднему шарниру двухзвенника. При переднем ударе в колеса усилие в подкосе заставляет обжиматься амортизатор, что обеспечивает снижение нагрузок и более мягкую передачу энергии переднего удара на конструкцию шасси и самолета. При обжатии амортизатора происходит поворот (качание) стойки относительно верхнего шарнира, чем и объясняется название данной схемы.

Рычажная схема стойки характерна тем, что колеса в этом случае закрепляются на рычаге, который шарнирно крепится к стойке или фюзеляжу.

Шток амортизатора соединяется с рычагом пространственным шарниром, что полностью исключает передачу на амортизатор изгибающих моментов и обеспечивает идеальные условия для работы уплотнения и букс амортизатора. Используются такие разновидности рычажных стоек:

Рычажная стойка с внутренним амортизатором, который размещен внутри стойки (б);

Рычажная стойка с выносным амортизатором, закрепленным снаружи стойки (а);

Рычажная схема без стойки (г).

Кроме улучшения условий работы амортизатора, рычажная схема обеспечивает амортизацию переднего удара, при котором происходит поворот рычага и обжатие амортизатора.

Полурычажная схема (в) представляет собой комбинацию телескопической и рычажной стоек. В этой схеме рычаг с колесами шарнирно подвешивается не к стойке, а к штоку амортизатора, и между рычагом и стойкой спереди с помощью двух шарниров устанавливается дополнительное звено - серьга, обеспечивающая обжатие амортизатора при нагружении колес. Амортизатор включается в работу и при вертикальной нагрузке, и при переднем ударе в колеса, однако сама сила переднего удара передается на шток и вызывает его изгиб.

Схема крепления колес.

Крепление колес к штоку амортизатора или к рычагу может выполняться с помощью вилки, полувилки, полуоси или двух полуосей.

Размещение более четырех колес на одной оси сильно затрудняет маневрирование самолета и размещение колес в убранном положении. Поэтому для четырех и более колес на одной опоре обычно используются многоколесные тележки, рассчитанные на размещение четырех, шести или восьми колес на двух или трех осях. Оси колес устанавливаются на силовом элементе - раме тележки. Крепление осей к раме может быть неподвижным или подвижным (в подшипниках скольжения) в зависимости от способа передачи тормозных моментов с колес на стойку.

Для выравнивания нагрузок между осями тележка подвешивается к стойке шарнирно, что требует установки дополнительного стабилизирующего амортизатора, задающего положение тележки относительно стойки и демпфирующего колебания тележки относительно шарнира.

Использование многоколесных тележек шасси требует особого способа передачи тормозных моментов колес на стойку. Если тормозные моменты колес передавать на оси тележки, то рама тележки под действием этих моментов будет поворачиваться относительно шарнира тележки, увеличивая нагрузку на передние колеса и разгружая задние.

Это приводит к неравномерному износу колес и снижает эффективность торможения на пробеге. Чтобы исключить влияние тормозных моментов на перераспределение нагрузки между осями колес эти моменты обычно не передаются на раму тележки. В этом случае корпус тормоза устанавливается на оси подвижно (или ось вместе с корпусом тормоза шарнирно закрепляются в раме) и удерживается от вращения при торможении специальной тягой, закрепленной на стойке (штоке амортизатора) выше или ниже шарнира подвески тележки. Расположение такой тормозной тяги должно подчиняться простому правилу - ось тяги должна быть направлена в точку пересечения линии, проходящей через ось шарнира тележки и ось колеса, с линией земли при обжатых пневматиках колес. Если шарнир тележки и оси колес расположены на одной горизонтали, то тормозная тяга располагается горизонтально.

Особенности крепления передних колес.

Особенности конструкции передних опор шасси связаны с необходимостью обеспечения управляемости самолета при движении по земле. С этой целью для передних колес обязательно предусматривается режим свободного ориентирования. Устойчивость движения в таком режиме обеспечивается созданием плеча устойчивости(t), при котором точка касания земли колесами находится позади оси разворота колес.

После отрыва самолета от земли свободноориентирующиеся колеса должны автоматически устанавливаться в нейтральном положении в плоскости симметрии самолета. Для этого в конструкции передней опоры предусматривается специальный механизм установки колес в нейтральное положение. Один из них показан на рисунке. В этом амортизаторе имеется пара профилированных кулачков, один из которых связан со штоком (верхний), а другой - с цилиндром. После отрыва от земли давлением зарядки амортизатора шток выдвигается наружу и верхний кулачек, скользя по нижнему неподвижному кулачку, устанавливает шток и колеса в нейтральное положение.

При движении самолета по земле с большой скоростью деформация колес и стоек под нагрузкой вызывают резкие развороты колес в обе стороны.

Такие автоколебания передних стоек получили название «шимми». Для исключения "шимми" передние колеса снабжаются специальными гидравлическими демпферами. При развороте колес движение передается на поршень или лопатки этого демпфера, которые перегоняют жидкость из одной полости в другую через малые калиброванные отверстия.

При быстрых колебательных движениях колес сопротивление жидкости резко возрастает, что исключает развитие автоколебаний. При маневрировании самолета скорость разворота колес мала и демпфер не оказывает существенного влияния на рулежные качества самолета.

На тяжелых самолетах, на самолетах с велосипедным шасси передние опоры снабжаются системой принудительного разворота колес по командам летчика. При отключении этой системы колеса переходят в режим свободного ориентирования.

Основные опорные элементы шасси.

В качестве опорных элементов шасси у современных сухопутных самолетов наибольшее распространение получили авиационные колеса. На главных опорах колеса обязательно снабжаются тормозами. Хвостовые опоры, вспомогательные опоры велосипедного шасси и большинство передних опор используют нетормозные колеса.

Авиационные колеса.

Колеса служат для движения самолета по земле. Колесо состоит из пневматика, корпуса и тормоза.

Пневматики.

Пневматик состоит из покрышки и камеры, устанавливаемых на корпусе колеса. Камера 4 с вентилем 5 помещается внутри покрышки.

Через вентиль в камере создается давление зарядки p0. В последнее время все большее распространение получают пневматики бескамерные, у которых герметизируется объем между покрышкой и корпусом колеса. В таком пневматике покрышка изнутри покрывается

герметизирующим слоем резины 7. Многослойный каркас пневматика 3 изготавливается из высокопрочного корда, состоящего из синтетических или стальных нитей. В борта каркаса заделываются кольца жесткости 6, изготавливаемые из стальной проволоки. Снаружи каркас покрывается защитным слоем резины 2. По ободу пневматика накладывается протектор 1 из высококачественной резины. Протектор снаружи для увеличения сцепления с поверхностью аэродрома имеет канавки определенного рисунка. Не тормозные колеса могут изготавливаться с гладкой поверхностью. На пневматиках, используемых зимой, для повышения сцепления с грунтом могут устанавливаться металлические шипы. Канавки на поверхности пневматика обеспечивают выдавливание воды из-под него при движении по мокрому аэродрому, исключая тем самым, режим аквапланирования (всплывания) колес на большой скорости.

Пневматики характеризуются:

Габаритными размерами;

Наружным диаметром D;

Наибольшей шириной B;

Формой поперечного сечения:

Баллонные,

Арочные,

Круглые,

Давлением зарядки:

Высокого давления - больше 1,5 МПа,

Среднего давления - 1 - 1,5 МПа,

Низкого давления - 0,5 - 1 МПа,

Сверхнизкого давления - менее 0,5 МПа.

С увеличением давления зарядки p0 уменьшаются габариты и масса пневматика, увеличивается допустимая нагрузка на колесо, но ухудшается его проходимость - растет требуемая прочность грунта или покрытия ВПП аэродрома.

Корпус колеса.

Корпус колеса (6) изготавливается литьем из алюминиевого или титанового сплава. В последнее время появились колеса с корпусами из двух штампованных половин, соединяемых болтами. В ступицу корпуса с двух сторон запрессовываются радиально-упорные подшипники.

Подшипники защищаются от грязи специальным уплотнением 1. Между подшипниками вставляется регулируемая распорная втулка 2, тарируемая на определенную затяжку подшипников. Пневматики монтируются на корпус и фиксируются на нем двумя ребордами 3 и 4, одна из которых (4) - съемная, состоит из двух половин, которые соединяются специальными замками 5.

Внутри корпуса колеса устанавливаются тормоза (7). В зависимости от типа тормоза к внутренней поверхности корпуса крепятся стальные оребренные тормозные рубашки или

устанавливаются шлицы (8) для тормозных дисков

Тормоза колес.

Тормоза служат для сокращения длины пробега после посадки, обеспечивают маневрирование самолета при рулении, его неподвижность на стоянке и при опробовании двигателей. Тормоза должны обеспечивать создание максимального тормозного момента на колесе, определяемого предельной величиной коэффициента трения колеса о поверхность ВПП, а также поглощение и рассеивание кинетической энергии самолета на пробеге.

Практическое применение получили три типа тормозов - колодочный, камерный и дисковый.

Колодочный тормоз состоит из двух или более жестких тормозных колодок, покрытых специальным фрикционным материалом (ретинакс), имеющим высокий коэффициент трения и выдерживающий нагрев до 10000 С.

Колодки шарнирно подвешиваются на корпусе тормоза, который неподвижно закреплен на оси колеса. Снаружи над колодками находится стальной барабан с оребрением (рубашка), связанный болтами с корпусом колеса и вращающийся вместе с ним. Тормозные колодки специальными гидроцилиндрами по сигналам летчика прижимаются к барабану и затормаживают колесо. При растормаживании пружины возвращают колодки в исходное положение.

Энергоемкость колодочного тормоза невелика, поэтому его применение оправдано лишь на легких самолетах с невысокими посадочными скоростями.

Камерный тормоз состоит из неподвижно закрепленного на оси колеса корпуса тормоза 2, на котором по окружности установлено большое количество тормозных колодок 4, покрытых фрикционным материалом.

Колодки за счет радиальных пазов могут перемещаться относительно корпуса только в радиальном направлении, причем специальными пластинчатыми пружинами 6 они отжимаются постоянно к оси колеса. На корпусе тормоза под колодками находится плоская кольцевая резиновая камера 3, в которую подается сжатый воздух или гидросмесь под давлением из тормозной системы самолета. Камера, расширяясь и преодолевая действие пружин, прижимает тормозные колодки к стальному барабану, закрепленному на корпусе колеса, и производит его торможение. Такой тормоз обеспечивает равномерное прижатие всех тормозных колодок к барабану, не требует регулировки зазоров между колодками и барабаном, но из-за наличия резиновой камеры, которая боится перегрева, его энергоемкость также невелика.

Дисковый тормоз работает по принципу фрикционной муфты. Он состоит из набора чередующихся между собой подвижных и неподвижных дисков, установленных на корпусе тормоза.

Подвижные диски 1 шлицами связаны с корпусом колеса 2 и вращаются вместе с ним. Неподвижные диски 3 по внутренней поверхности шпонками связаны с корпусом тормоза 4, болтами закрепленного на оси колеса. С торца пакет дисков сжимается кольцевым поршнем 5, создавая тормозной момент между дисками. При сбрасывании тормозного давления поршень специальными пружинами возвращается в исходное положение.

Дисковые тормоза компактны, обладают высокой энергоемкостью, не требуют точного концентричного расположения колеса и корпуса тормоза, поэтому они нашли самое широкое применение на современных самолетах.

Автомат торможения используется для предотвращения при торможении полного заклинивания колеса и его движения юзом.

С этой целью на колесе устанавливается инерционный датчик, корпус которого неподвижно закреплен на корпусе тормоза. В корпусе датчика вращается валик с малой шестерней 1. Эта шестерня входит в зацепление с большой шестерней 2, закрепленной на корпусе колеса. При вращении колеса валик датчика вращается со скоростью в несколько тысяч оборотов в минуту.

На валике устанавливается маховик, который соединяется с валиком подпружиненными фрикционными накладками. Силы трения в этих накладках раскручивают маховик, и он вращается совместно с валиком. При возникновении юза колесо и валик датчика начинают терять угловую скорость вращения. Маховик за счет сил инерции и, преодолевая силы трения в накладках, проворачивается относительно валика и за счет наклонных скосов перемещается вдоль оси. Это движение используется для включения микровыключателя и подачи сигнала в электроклапан, сбрасывающий давление в системе торможения. Тем самым исключается проскальзывание колеса юзом и обеспечивается высоквая эффективность торможения колес на пробеге.

Амортизаторы шасси.

Во время посадки самолет с посадочной массой mпос подходит к земле с некоторой вертикальной скоростью Vy . Кинетическая энергия вертикального движения самолета

А = (mпос Vy2)/2 должна быть поглощена в процессе соударения с землей теми частями самолета, которые деформируются под действием ударных нагрузок. За счет этих деформаций центр масс самолета опускается вниз к земле или, можно считать, что колеса перемещаются относительно центра масс самолета вверх под действием вертикальной реакции земли P. В конце удара вертикальная скорость самолета падает до нуля, силы реакции земли возрастают до максимальной величины Рmax, а работа этих сил на полном перемещении колес относительно центра масс самолета Нmax будет равна полной кинетической энергии удара А. Величина Рmax определяет перегрузку и расчетные нагрузки для всех элементов самолета при посадке. Для их

уменьшения всегда желательно снижать величину Рmax, а это возможно только за счет увеличения перемещения Нmax в процессе соударения самолета с землей. С этой целью в конструкцию шасси включают специальные элементы - амортизаторы, основное назначение которых заключается в увеличении деформаций опор самолета и увеличения Hmax. Кроме амортизаторов, на перемещение центра масс самолета при ударе существенно влияют деформации пневматиков колес. Упругие деформации конструкции - крыла, фюзеляжа и пр. мало влияют на перемещение Hmax и ими обычно пренебрегают.

Таким образом, основным свойством, которым должен обладать амортизатор, является его упругость - способность деформироваться под нагрузкой.

В процессе удара пневматики колес и амортизаторы, деформируясь, поглощают (аккумулируют) всю энергию удара А. В конце удара, когда скорость Vy полностью погашена, сила Рmax, действуя на самолет, начинает перемещать его вверх и возвращать накопленную в пневматиках и амортизаторах энергию обратно самолету. Энергия, накопленная пневматиками, практически полностью возвращается самолету на обратном ходе. Если бы и амортизаторы всю накопленную энергию возвращали самолету на обратном ходе, то самолет снова отрывался бы от земли и совершал бы такие подскоки достаточно долго. Чтобы этого не происходило, в конструкции амортизатора обязательно предусматривается возможность уменьшения усилий, а, следовательно, и возвращаемой самолету на обратном ходе энергии.

В результате - амортизатор часть энергии удара рассеивает, превращая ее обычно в теплоту, полностью исключая повторные подскоки самолета при посадке.

Отсюда следует, что вторым важнейшим свойством амортизатора является его способность рассеивать энергию удара, превращая ее в тепло.

Упругие свойства амортизатора обеспечиваются включением в его конструкцию специальных упругих тел или элементов - резины, стальных пружин, рессор, газа, жидкости. По удельной (на единицу массы) энергоемкости наиболее выгодными из них являются газ и жидкость, которые используются в жидкостно-газовых и жидкостных амортизаторах, получивших самое широкое применение на современных самолетах. Жидкость в этих амортизаторах обеспечивает рассеивание энергии за счет ее перетекания с большим сопротивлением из одной полости в другую, что сопровождается нагревом жидкости и переводом механической энергии в тепловую.

Жидкостно-газовый амортизатор.

Основными элементами жидкостно-газового амортизатора являются цилиндр 1, поступательно перемещающийся в нем шток 2, плунжер 3, профилированная игла 4, клапан торможения 6, пакет уплотнений 7, обеспечивающий герметизацию внутреннего объема амортизатора. Шток опирается на цилиндр бронзовыми буксами. Верхняя букса 5 связана со штоком и перемещается вместе с ним, а нижняя закреплена неподвижно в нижней части цилиндра. Амортизатор через специальные клапаны заливается до определенного уровня жидкостью и заряжается сжатым азотом до начального давления ро.

При действии сжимающих нагрузок шток входит в цилиндр, объем газовой камеры уменьшается, а давление в ней и нагрузка на штоке возрастают. Жидкость из нижней полости штока перетекает в верхнюю полость цилиндра через кольцевую щель между иглой и плунжером, испытывая при этом большое сопротивление. Далее жидкость через отверстия в буксе 5 проходит в кольцевую полость между штоком и цилиндром. Кольцевой клапан 6 при этом опускается вниз и открывает свободный проход для жидкости. Приложенная к штоку сила Р на прямом ходе затрачивается на сжатие газа Рг, преодоление сил сопротивления перетеканию жидкости Рж, сил трения в буксах и уплотнениях Рт и сил инерции Рин движущихся со штоком элементов.

Рп.х. = Рг + Рж + Рт + Рин.

Работа сил инерции невелика и ими можно пренебречь.

На рисунке показан характер изменения перечисленных сил в зависимости от перемещения штока d при обжатии амортизатора.

Давление газа и сила Рг определяются политропой с показателем к = 1,1 - 1, 2. Рго - сила, создаваемая давлением начальной зарядки амортизатора. Сила сопротивления перетеканию жидкости прямо пропорциональна квадрату отношения скорости штока к площади проходных отверстий для жидкости.

Заштрихованные на этом рисунке площади показывают величины энергии, поглощенной каждой из перечисленных сил.

Полная работа, поглощенная амортизатором, равна сумме А = Аг + Аж + Ат.

Ее можно выразить через максимальные усилие Рmax и перемещение штока dmax

Работа сил трения и жидкости превращается в теплоту и рассеивается, а работа, затраченная на сжатие газа, аккумулируется и возвращается самолету на обратном ходе. При обратном ходе штока, который происходит с меньшей скоростью, жидкость перетекает в обратном направлении. Кольцевой клапан поднимается жидкостью вверх и резко уменьшает площадь проходных отверстий в буксе 5 , что обеспечивает рассеивание энергии на обратном ходе. Изменение усилия Рг на обратном ходе происходит по той же самой политропе, что и на прямом ходе. Силы трения и сопротивления жидкости вычитаются из усилий, создаваемых газом Р = Рг - Рж - Рт.

Работа сил трения и сопротивления жидкости и на обратном ходе переходит в тепловую и рассеивается.

На диаграмме работы амортизатора площадь между кривыми прямого и обратного хода показывает полную рассеянную амортизатором работу DА = А1 - А2 (петля гистерезиса). У современных амортизаторов полная рассеянная работа составляет 50 - 60 % от поглощенной на прямом ходе энергии А1.

Полная поглащенная энергия удара при посадке Адеф. при опускании центра масс самолета на величину Нэ за счет деформаций амортизатора, пневматиков колес и конструкции определит максимальную нагрузку на колеса SРкэ.

При грубой посадке с повышенными вертикальными скоростями сопротивление жидкости резко возрастает, что приводит к увеличению расчетных нагрузок на амортизаторе - появлению пиковых перегрузок (f). Для устранения этого недостатка были разработаны двухкамерные жидкостно-газовые амортизаторы.

Двухкамерный жидкостно-газовый амортизатор.

Параметры амортизатора определяются исходя из расчетной вертикальной скорости Vy и соответствующей ей энергии удара при посадке. Однако большая часть посадок, выполняемых опытными летчиками, происходит со скоростями Vy, значительно меньшими расчетной. В этом случае желательно иметь более мягкий амортизатор, который обеспечит меньшие нагрузки при посадке. С этой целью желательно снижать давление начальной зарядки амортизатора ро. Обычно оно соответствует усилию, равному 0,5 - 0,6 от стояночной нагрузки. Дальнейшее уменьшение ро снижает запас энергоемкости амортизатора на разбеге, когда нагрузка на колеса максимальна и мягкий
амортизатор будет сильно обжат. Компромиссное решение можно получить, используя двухкамерный амортизатор.

В таком амортизаторе создается две газовых камеры, заряженных разными начальными давлениями - камера низкого (Н) и камера высокого (В) давления. В начальный момент обжатия амортизатора в работу вступает камера низкого давления, а когда в ней давление станет равным давлению зарядки второй камеры, начинают работать обе камеры совместно. За счет увеличения общего объема сжимаемого газа политропа обжатия становится более пологой. В двухкамерном амортизаторе давление зарядки в первой камере (Н) можно снизить до 0,1 - 0,15 от стояночной нагрузки и получить очень мягкий амортизатор при посадке. Если стояночную нагрузку на разбеге выбрать близкой к нагрузке в точке перелома политропы, то за счет ее малого наклона за точкой перелома можно получить достаточный запас энергоемкости амортизатора на разбеге и пробеге для поглощения ударных нагрузок при наезде на неровности, особенно на большой скорости в конце разбега.

Диаграммы работы двухкамерного амортизатора показаны на рисунках, на которых сохранены те же обозначения, что и в предыдущем разделе. На этих диаграммах Рст.взл - обозначена стояночная нагрузка на амортизатор при взлетной массе самолета.

Амортизаторы с разгрузочным клапаном.

Жидкостно-газовый амортизатор за счет использования на прямом ходе сопротивления жидкости имеет достаточно высокий (до 0.8 - 0.85) коэффициент полноты диаграммы работы, что обеспечивает его высокую энергоемкость при небольшом ходе штока. Эта энергоемкость нужна только при посадке самолета в момент его первого удара о землю. Все остальные режимы движения самолета по земле - пробег, разбег, маневрирование при рулежке - не требуют высокой энергоемкости амортизатора. На этих режимах амортизатор поглощает энергию ударных нагрузок при наезде колесами на неровности аэродрома. Энергия этих ударов невелика, но они сопровождаются резкими, с большой скоростью перемещениями штока амортизатора, что при высоком коэффициенте полноты диаграммы работы и при больших скоростях движения самолета приводит к большим пиковым нагрузкам, передаваемым на шасси и самолет. Для снижения этих нагрузок желательно иметь мягкий, пусть даже с меньшей энергоемкостью и с меньшим коэффициентом полноты диаграммы работы, амортизатор. Этого можно добиться уменьшением или даже полным устранением сопротивления жидкости при работе амортизатора на указанных выше режимах движения самолета. Такое превращение жесткого жидкостно-газового амортизатора в мягкий чисто газовый обеспечивается включением в его конструкцию специального разгрузочного клапана, который при первом ударе самолета о землю уменьшает площадь проходных отверстий для жидкости, а при движении самолета по земле при стояночном обжатии амортизатора клапан открывает дополнительные каналы перетекания жидкости, что превращает амортизатор в газовый. Уменьшение ударных пиковых нагрузок при движении самолета, особенно на разбеге и пробеге, благоприятно сказывается на ресурсе шасси и других агрегатов самолета.

Схема уборки и выпуска опор шасси на примере шасси самолета Ан-26.

Уборка и выпуск опоры шасси осуществляется силовыми цилиндрами. При уборке основной опоры шасси жидкость из гидросистемы поступает параллельно в верхнюю полость силового цилиндра и гидроцилиндр замка-распора. Обратная стрела прогиба при этом выбирается, распор в дальнейшем не препятствует складыванию подкоса и уборки амортстойки. Силовой цилиндр убирает амортстойку, поворачивая ее до постановки ее на замок убранного положения.

В ходе уборки амортстойки при помощи механизма, кинематически связанного с ней, происходит открытие, а затем закрытие передних створок отсека опоры. Створки полностью открываются при угле поворота амортстойки 35°, а начинают закрываться за 6° до полностью убранного положения стойки. В закрытом положении створки запираются механическим замком, управление которым осуществляется от замка убранного положения амортстойки.

При выпуске основной опоры шасси жидкость из гидросистемы поступает сначала в гидроцилиндр замка убранного положения амортстойки, открывая его и связанный с ним замок створок. Только после открытия этих замков жидкость поступает в нижнюю полость силового цилиндра, который за счет демпфирующего устройства обеспечивает безударное окончание выпуска амортстойки. В конце выпуска звенья распора под действием своих пружин устанавливаются на механический упор, образуя обратную стрелу прогиба, тем самым, фиксируя опору в выпущенном положении.

Открытие и закрытие передних створок отсека при выпуске амортстойки происходит также как и при уборке, но в закрытом положении створки замком не запираются.

При уборке передней опоры шасси жидкость из гидросистемы одновременно поступает в гидроцилиндр замка выпущенного положения и в гидроцилиндр уборки-выпуска передней опоры. Замок открывается, амортстойка начинает убираться, одновременно приводится в действие центрирующее устройство и механизм управления передними и средними створками, которые открываются на угол 85° и пропускают переднюю амортстойку в отсек шасси. В конце уборки закрывается замок убранного положения и одновременно происходит закрытие всех створок отсека передней опоры.

При выпуске передней опоры шасси работа механизмов осуществляется в обратном порядке. В ходе выпуска замок выпущенного положения закрывается, одновременно закрываются передние и средние створки.

Передняя опора шасси - одностоечного типа балочной конструкции, с подкосом и непосредственным креплением колеса к штоку амортизатора Передняя опора (рис 35 и 36) установлена в носовой части фюзеляжа и закреплена на нулевом шпангоуте.

Амортизационная стойка 13 - основной силовой элемент, связывающий опору шасси (колесо) с конструкцией самолета. Внутренняя полость стойки использована для устройства жидкостно - газового амортизатора.

Таблица 8

Показатель	Главные ноги шасси	Передняя нога шасси
Тип колеса Размер авиашины, мм Давление в авиашине, кгс/мм2	К 141/Т141 500X150 3 + 0,5	44 - 1 400х150 3 + 0,5
Тип тормоза	Однорядный, пневматический	-
Рабочая жидкость в амортизаторе		Масло АМГ - 10 ГОСТ 6794 - 53
Рабочий газ в амортизаторе	Азот ГОСТ 9293 - 59	Азот ГОСТ 9293 - 59
Полный ход штока амортизатора, мм	290+3	180±2
Количество масла в амортизационной стойке (верхняя камера), см3
Начальное давление газа в амортизаторе, кг/см2: нижняя полость верхняя полость	65±1 24±1	55±1 23±1
Стояночное обжатие, мм

Подкос 5 представляет собой систему двух стержней, которые, являясь дополнительной опорой стойки, уменьшают изгибающие моменты, действующие на нее, и увеличивают жесткость конструкции. Кроме того, применение подкоса упрощает проблему крепления ноги к планеру самолета. При убранном положении шасси подкос складывается. Цилиндр - подъемник 7 предназначен для уборки и выпуска ноги шасси. Замок убранного положения 6 обеспечивает фиксацию ноги шасси в убранном положении и исключает произвольный выход ноги из этого положения.

Колесо 2 - опора передней ноги шасси - нетормозное, неуправляемое, с фиксацией в нейтральном положении при не обжатой стойке. Угол поворота колеса от нейтрального положения при движении по земле ±52°. Гаситель колебаний (демпфер «шимми») 4 служит для предотвращения колебаний самоориентирующегося колеса при разбеге самолета. Для сигнализации положения передней ноги на ней смонтирован механический указатель 9. В убранном положении нога удерживается механическим замком, в выпущенном - шариковым замком цилиндра подъемника и складывающимся подкосом.

Амортизационная стойка (рис. 37) передней опоры состоит: из сварных стакана и штока с вилкой для крепления колеса; гасителя колебаний; шлиц шарнира; пакета деталей амортизации и механизма установки колеса передней стойки шасси в нейтральное положение после отрыва колеса от земли. Верхняя часть сварного стакана 23 амортизационной стойки образует вилку для крепления стойки к кронштейну на наклонном нулевом шпангоуте фюзеляжа. В отверстия ушей вилки запрессованы бронзовые втулки 1 под Болты крепления контрятся от проворачивания контровочными шайбами, гайки болтов контрятся шплинтами.

В верхнюю часть сварного стакана вварено гнездо. Оно служит для заправки стойки маслом АМГ - 10, а штуцер 2, ввернутый в гнездо, - для зарядки верхней полости амортизационной стойки азотом. В штуцере расположены шток 26 с клапаном 25, пружина 27 и опорная шайба 28. На штуцер навернута заглушка 24, законтренная проволокой. Нижняя часть сварного стакана имеет две проушины для крепления гасителя колебаний 3; под ним установлен обод 6 - стальной цилиндр с запрессованной в него бронзовой втулкой, закрепленный на стакане с помощью гайки 11. Обод связан тягой 5 с рычагом поводка гасителя колебаний 4, а звеньями шлиц - шарнира - со штоком амортизационной стойки.

Внутри нижней части сварного стакана с помощью гайки 11 законтренной тремя винтами 12, установлен неподвижный пакет деталей амортизации и механизма установки колеса в нейтральное положение, состоящий из неподвижной бронзовой буксы 10, обтюратора 30, уплотнений 31 и неподвижного профилированного кулачка 9. Винты контрятся проволокой и пломбируются.

Полый шток амортизационной стойки выполнен из материала 30ХГСА. На нижнем конце штока приварена вилка для крепления колеса, а в верхний ввернута гайка, крепящая на штоке детали амортизации и механизма установки колеса в нейтральное положение: бронзовая букса, клапан с тремя отверстиями диаметром 1,4 мм, втулка, стопорное кольцо, резиновая манжета, гайка и профилированный кулачок. Кулачок 17 закреплен на штоке амортизационной стойки с помощью двух сухарей. Герметичность амортизаторной стойки обеспечивается пакетом уплотнения, состоящим из фторопластовых шайб и резиновых колец, расположенных в кольцевых выточках на внутренней и внешней поверхности неподвижной буксы и внешней поверхности поршня, расположенного внутри штока. Установка внутри штока стального поршня 19, способного перемещаться вдоль штока (ход - 78 мм), способствует лучшему поглощению ударов при взлете, посадке и рулении на грунтовых аэродромах.

Рис. 36 Кинематическая схема уборки-выпуска передней опоры шасси

Амортизаторы обычной конструкции обладают небольшим остаточным ходом при максимальных нагрузках во время руления и передают очень большие нагрузки не только на узлы крепления шасси и опорную конструкцию, но и на весь самолет в целом. Эти нагрузки значительно снижают долговечность элементов конструкции самолета.

Учитывая это, на самолете Як-18Т использованы амортизаторы двойного действия, обеспечивающие возможность преодоления неровностей аэродрома с малыми нагрузками на конструкцию планера. Амортизатор состоит из двух воздушных камер, на которые делит полость амортизационной стойки поршень 19.

Камера Г через гнездо, в которое ввернут штуцер, заряжается маслом АМГ-10, а через штуцер - азотом до 23 кгс/см 2 . Камера В заряжается азотом до давления 55 кгс/см 2 через штуцер, расположенный в нижней части штока стойки.

Работа амортизатора характеризуется диаграммой обжатия (рис. 38), т. е. кривой усилия по ходу штока. Площадь диаграммы заключенная между кривой обжатия, осью перемещений начальной и конечной ординат, равна поглощенной амортизационной стойкой работе при восприятии посадочного удара. Амортизация должна поглощать эксплуатационную работу с заданной перегрузкой при посадке и некотором запасе хода штока амортизатора (10% полного обжатия как амортизатора, так и пневматика).

В качестве примера сравним изображенные на рис. 38 диаграммы стояночного обжатия двух амортизаторов. Площадь oabcd равна поглощенной эксплуатационной работе амортизатора двойного действия, площадь oaend - обычного амортизатора.

Основной характеристикой любой диаграммы обжатия является коэффициент полноты диаграммы η :

или ,

Работа фактически поглощенная амортизатором, выражается как:

p max - конечное усилие по оси амортизатора;

S KOH - конечный ход штока по диаграмме обжатия.

Сравнение площадей показывает, что при одинаковом ходе штока обычный амортизатор не сможет воспринять всю энергию, возникающую при ударе самолета о землю при посадке, а также удары при движении самолета по неровностям аэродрома. Следовательно, при использовании обычного амортизатора необходимо увеличить ход штока или эксплуатационную перегрузку (обычно она выбирается в пределах 2÷4). И то и другое ведет к усложнению конструкции, ухудшению условий работы стойки и снижению долговечности ее конструкции.

Работа амортизатора передней стойки самолета рассматривается в двух положениях: прямой и обратный ход (см. рис. 37). Для достижения достаточно эластичной амортизации и обеспечения необходимого гистерезиса в конструкции амортизатора применен на прямом и обратном ходах клапан торможения. При прямом ходе удара колеса о землю шток 14 с деталями амортизации под действием ударной нагрузки движется вверх, объем камеры Г уменьшается, а давление в ней увеличивается. При сжатии газ, находящийся в камере Г, поглощает часть энергии посадочного удара самолета о землю, поглощенная им работа аккумулируется и передается на конструкцию самолета при обратном ходе амортизатора.

При движении штока вверх (при прямом ходе) клапан торможения 20 отжат к буртику втулки 16, и масло из камеры Г через отверстия в буксе 21, через кольцевой зазор между стаканом и клапаном и отверстия в клапане торможения вытесняется в полость между стаканом и втулкой. При перетекании жидкости через отверстия происходит потеря напора, так как энергия затрачивается на сообщение жидкости кинетической энергии и на трение. Эта часть энергии рассеивается, передаваясь конструкции амортизатора в виде тепла

На рис. 39 изображена диаграмма обжатия передней амортизационной стойки. Работа амортизации на прямом ходе представлена на этой диаграмме в виде кривой abc. Характер кривой показывает, что работа, поглощенная амортизатором, затрачивается на сжатие газа, на преодоление трения опорных букс штока и трения уплотнительных манжет. Работа, затрачиваемая на преодоление гидравлического сопротивления жидкости при прохождении последней через отверстия в клапане на прямом ходе, незначительна и не находит отражения в характере кривой. Кривая abc распадается на два участка. Участок ab показывает работу амортизации на прямом ходе при нормальной посадке. Участок bc характеризует работу нижней камеры. В амортизационной стойки (см. рис. 37), которая вступает в работу при поглощении энергии грубой посадки (сильного удара) или наезда самолета на высокое препятствие при движении по аэродрому. В этом случае давление в камере Г при прямом ходе штока становится больше, чем давление в камере В, и при движении штока вверх поршень 19, находящийся внутри штока, под действием разности давлений в камерах Г и В перемещается относительно штока вниз, создавая дополнительный объем камеры Г. За счет этого давление в камере Г растет медленнее, что смягчает амортизацию на прямом ходе штока.

Амортизация на обратном ходе осуществляется торможением жидкости в клапане 20, а также трением букс и манжет. Кривая усилий на обратном ходе изображена на диаграмме статического обжатия передней стойки (см. рис. 39) в виде кривой ned, состоящей из двух участков ne и ed, характеризующих работу двух камер амортизатора.

Рис. 39 Диаграмма обжатия передней амортизационной стойки.

При обратном ходе штока клапан торможения 20 перекрывает отверстия в подвижной буксе 21 и жидкость вытесняется из полости между стаканом 23 и втулкой 16 в камеру Г только через отверстия в клапане торможения и буксе. Протекание жидкости через эти отверстия происходит с большим торможением, чем при прямом ходе штока, в результате этого стойка разжимается медленнее, что уменьшает обратный удар. Площадь, заключенная между кривыми abc и ned, соответствует работе гистерезиса (работе жидкости и сил трения на прямом и обратном ходе).

Механизм установки колеса в нейтральное положение показан на рис. 40. На штоке амортизатора установлен кулачок 1, который входит в зацепление с кулачком, установленным в стакане 2, чем обеспечивает фиксирование колеса в нейтральном положении при отрыве колеса от земли (на обратном ходе штока). При передвижении же по земле кулачки разъединены, и шток с колесом может поворачиваться.

Гаситель колебаний служит для демпфирования самовозбуждающихся колебаний колеса передней ноги шасси. Он крепится двумя болтами в проушинах нижней части сварного стакана амортизационной стойки.

Гаситель колебаний (рис. 41) состоит из корпуса 6, крышки 15, двух гаек 9 и 12, поводка 7, поршня 11, двух вкладышей 10 и двух клапанов 14. Во внутренние полости гасителя колебаний заправляется масло АМГ - 10.

Поводок гасителя колебаний 7 шлицевым соединением связан с рычагом 4, который, в свою очередь, тягой 3 связан с ободом амортизационной стойки. Корпус гасителя колебаний 6 представляет собой полый цилиндр, закрытый с торцов гайками 9 и 12 с заглушками 13. Для уплотнения между гайками и цилиндром установлены резиновые кольца. Корпус, гайки, рычаг и тяга изготовлены из стали 30ХГСА. Поршень 11 делит внутреннюю полость цилиндра на три части.

Крайние полости цилиндра соединены между собой калиброванным отверстием поршня. Средняя полость закрыта крышкой с резиновой прокладкой и сообщается с крайними через перепускные клапаны 14, 16 поршня. Перепускной клапан состоит из клапана, пружины и упора.

Колебания колеса через звенья шлиц-шарнира передаются на обод, а с него - на поводок гасителя колебаний. При этом поводок, поворачиваясь, давит на вкладыши, запресованные в поршень, и перемещает его вправо и влево. При перемещении поршня, которое является следствием колебаний колеса, изменяются объемы полостей А к В (объем одной полости увеличивается, а другой уменьшается) и масло через калиброванное отверстие в поршне вытесняется из полости с уменьшающимся объемом в полость с увеличивающимся объемом (возникает гидросопротивление); колебания колеса демпфируются.

При большом усилии, передаваемом от колеса на поршень гасителя колебаний, масло из полости, объем которой уменьшается, проходит между поршнем и корпусом в полость Б. Давление в полости Б возрастает, один из клапанов открывается и масло стравливается из полости Б в полость А или В, в зависимости от соотношения объемов этих полостей.

Складывающийся подкос (см. рис. 35) служит для фиксации передней ноги шасси в выпущенном положении. Он передает усилия с амортизационной стойки на узлы фюзеляжа и совместно с цилиндром - подъемником входит в механизм уборки и выпуска передней ноги шасси.

Складывающийся подкос состоит из нижнего и верхнего звеньев, шарнирно соединенных между собой полым болтом, изготовленным из хромоникелевой стали 12ХНЗА. Нижнее звено подкоса цельное, верхнее звено разъемное и состоит из двух штампованных из материала 30ХГСА половин. Стык обеих половин верхнего звена осуществляется с помощью двух болтов с гайками. В состыкованном положении приливы обеих половин верхнего звена образуют проушину для соединения с ушковым болтом штока цилиндра - подъемника.

Соединение нижнего звена подкоса со сварным стаканом амортизационной стойки и крепление верхнего звена подкоса к кронштейну на шпангоуте № 1 фюзеляжа производится с помощью болтов с гайками.

В ушко нижнего подкоса, соединяющего его с амортизационной стойкой, установлен шаровой вкладыш. На верхнем звене подкоса с помощью стального штампованного кронштейна установлен концевой выключатель АМ800К, а на нижнем с помощью кронштейна, согнутого из стального листа, - нажимной регулируемый винт.

В выпрямленном положении передней ноги шасси выступ нижнего звена подкоса упирается в площадку между ушками верхнего звена, образуя обратную стрелу прогиба подкоса вниз от прямой на 5 мм, чем обеспечивается установка подкоса «враспор» при выпущенном положении ноги. В этом положении подкос фиксируется цилиндром - подъемником, шток которого запирается шариковым замком, при этом винт нажимает на шток выключателя и на сигнальном табло шасси на приборной доске в кабине загорается зеленая сигнальная лампа выпущенного положения передней ноги шасси.

Смазку шарнирных соединений складывающегося подкоса производят через масленки, ввернутые в ушки обеих его половин.

Цилиндр-подъемник уборки - выпуска передней стойки шасси служит для уборки и выпуска передней ноги шасси, а также для фиксации стойки в выпущенном положении. Конструкция цилиндра - подъемника показана на рис. 42. Внутри корпуса 8, представляющего собой стальной цилиндр с приваренными штуцерами подвода и отвода сжатого воздуха, перемещается стальной шток 12 с поршнем 5. Снаружи на корпус наворачиваются две стальные гайки 2 и 11 одна из которых фиксирует ушко 1 с запрессованным в него сферическим подшипником для крепления к кронштейну на нулевом шпангоуте, другая - муфту 10, изготовленную из материала Д16Т, и стальное неподвижное конусное кольцо 9, относящееся к шариковому замку цилиндра - подъемника. Кроме кольца 9, шариковый замок состоит из стального подвижного кольца 7 и пяти шариков 6, перемещающихся внутри корпуса вместе со штоком, на котором они закреплены вместе с поршнем 5, упором 3 и пружиной 4.

В нижний конец штока ввернут стальной ушковый болт со сферическим подшипником для крепления к проушине верхнего звена складывающегося подкоса. Длина штока регулируется с помощью ушкового болта, который контрится гайкой и шайбой. Герметичность подвижного соединения между поршнем и корпусом обеспечивается резиновыми уплотнителями 16, установленными в кольцевых канавках на наружной поверхности поршня.

Уплотнение штока в муфте 10 осуществляется с помощью резинового манжета, установленного в верхней кольцевой канавке на внутренней поверхности муфты. В нижней канавке имеется кожаное кольцо, которое защищает уплотнительный пакет от грязи и пыли. Герметичность цилиндра - подъемника обеспечивается также набором уплотнительных и защитных колец из резины и фторопласта, установленных в кольцевые канавки на наружной поверхности ушка 1 и муфты 10.

Корпус цилиндра - подъемника проходит через резиновый защитный чехол 8 (см. рис. 35), препятствующий проникновению грязи и пыли из ниши передней ноги внутрь фюзеляжа. При уборке шасси цилиндр - подъемник работает следующим образом (см. рис.42, б).

При закрытом шариковом замке и установке рукоятки крана шасси в кабине самолета в положение «Убрано» воздух под давлением подводится в полость Б, а полость Л сообщается с атмосферой. Под действием этого давления поршень отжимается влево до упора (поднимается вверх в цилиндре - подъемнике, установленном на самолете), сжимая пружину. Шарики выходят из уступа неподвижного конусного кольца, и шариковый замок открывается. Затем поршень перемещается влево совместно со штоком и подвижным конусным кольцом, звенья подкоса складываются и нога убирается до фиксации амортизационной стойки в замке убранного положения 6 (см. рис. 35).

При выпуске шасси рукоятка крана шасси в кабине устанавливается в положение «Выпущено». При этом полость Б сообщается с атмосферой, а воздух подводится в полость А. При открытом замке убранного положения амортизационная стойка под действием собственной массы и давления воздуха на поршень штока цилиндра - подъемника сходит с замка 6 и перемещается вниз в положение «Выпущено». В конце хода штока шарики накатываются на выступ неподвижного конусного кольца, отжимаются сначала вниз, а затем, скользя по поверхности неподвижного конусного кольца, вверх и западают за уступ неподвижного кольца. Шариковый замок закрывается.

Замок убранного положения (рис. 43) предназначен для фиксирования передней ноги шасси в убранном положении.

Две штампованные из материала 30ХГСА щеки замка 8, образующие его обойму, крепятся четырьмя болтами с гайками к профилям на шпангоуте № 1 в нише передней ноги шасси. В обойме замка расположены крюк 7, защелка 9 и пружина 6, связывающая защелку с крюком. Кроме того, на обойме замка крепится воздушный цилиндр открытия замка 3, концевой выключатель АМ800К 10 и рычаг 4 с нажимным регулируемым винтом 5.

При уборке шасси амортизационная стойка передней ноги втулкой 3 (см. рис. 35), надетой на болт, соединяющий звенья шлиц-шарнира, входит в зев крюка замка; крюк поворачивается, пружина растягивается, и крюк, скользя своей криволинейной поверхностью по закругленной поверхности защелки, западает за ее выступ: замок закрыт. При этом нажимной регулируемый винт 5 (см. рис. 43), ввернутый в рычаг 4, связанный с защелкой, отходит от штока концевого выключателя 10, и на сигнальном табло шасси в кабине загорается красная сигнальная лампа убранного положения передней ноги шасси.

При выпуске шасси воздух от основной или аварийной воздушной системы через соответствующий штуцер подается в цилиндр открытия замка 3, который представляет собой стальной штампованный корпус, в котором находится пружина 2 и перемещающийся в ней шток 1 с двумя поршнями, делящими внутреннюю полость цилиндра на полости, связанные с основной и аварийной воздушной системами. Ход штока - 9 + 0,5 мм. Цилиндр крепится к щекам обоймы замка двумя болтами с гайками.

При подаче воздуха в цилиндр при выпуске шасси шток цилиндра выдвигается, нажимая на плечо защелки 9; она поворачивается, растягивая пружину 6, и освобождает крюк от западания за выступ защелки. Под действием массы передней ноги и сил от растянутой пружины крюк поворачивается и выходит из зацепления со втулкой шлиц-шарнира, освобождая переднюю ногу. При открытом замке шток концевого выключателя нажимает на винт, ввернутый в рычаг, связанный с защелкой, и на сигнальном табло шасси в кабине красная сигнальная лампа убранного положения передней ноги шасси погаснет.

Колесо передней стойки. На передней стойке установлено нетормозное колесо (рис. 44). Оно представляет собой литой барабан 7, выполненный из магнитного сплава и пневматика размером 400x150 мм, состоящего из покрышки 2 и камеры 12. Покрышка изготавливается из корда - ткани, плетеной из капроновых, нейлоновых и металлических нитей.

Снаружи корд покрыт протектором из вулканизированной резины со специальным рисунком для лучшего сцепления с поверхностью аэродрома. Камера изготовлена из высококачественной резины.

Для обеспечения хорошей проходимости колес при эксплуатации с грунтовых аэродромов на самолете применяются колеса с пневматиками низкого давления. Давление в камере пневматика переднего колеса - 3 + 0,5 атм. Для обеспечения монтажа пневматика на барабан одна из реборд обода барабана сделана съемной 11. Она выполнена в виде двух полуреборд, которые в собранном колесе скрепляются между собой планками и болтами. Съемная реборда удерживается на барабане кольцом (замком реборды) 10, а для предотвращения ее проворачивания фиксируется штифтами 13.

В барабан колеса запрессованы два конических радиально - упорных роликоподшипника 5, которые для защиты от попадания грязи и влаги и сохранения смазки закрыты с двух сторон сальниками 9. Колесо устанавливается в вилку штока амортизационной стойки с помощью оси 8, выполненной из материала 30ХГСА, и крепится гайкой 4. Гайка контрится проволокой. Зазоры между пневматиком и вилкой выдерживаются за счет установки между роликоподшипниками колеса и лапами вилки распорных втулок.

Механический указатель положения передней ноги шасси (см. рис. 35) служит для дополнительной информации пилота (в дополнение к световому табло шасси на приборной доске) о положении передней ноги шасси. Он состоит из троса 12, заключенного почти на всей своей длине в боуденовскую оболочку, стальной качалки 11 с пружиной 10 и указателя 9.

Боуденовская оболочка закреплена в трех местах на нулевом шпангоуте с помощью специальных кронштейнов. Нижний конец троса через промежуточную вилку крепится к кронштейну, установленному на двух болтах с гайками на правом ухе верхнего стакана амортизационной стойки. Верхний конец троса также через промежуточную вилку соединен с рычагом качалки 11, установленной на нулевом шпангоуте. Другим рычагом качалка шарнирно соединена с указателем 9, представляющим собой шток, выточенный из материала АМг3, покрытый красной эмалью и лаком АК - 11ЗФ - 072.

Качалка 11 с помощью пружины 10 при убранном положении передней ноги «втягивает» указатель внутрь фюзеляжа, оставляя снаружи лишь его головку, выступающую над поверхностью фюзеляжа на 4±1 мм. Трос 12 при этом положении ноги находится в натянутом состоянии.

При выпуске передней ноги шасси пружина 10 сжимается и с помощью троса поворачивает качалку 11; указатель при этом выходит за обводы фюзеляжа примерно на 100 мм, что является дополнительным сигналом о выпуске передней ноги шасси.

Стойка шасси являет собой один из силовых элементов конструкции самолета, может обеспечивать дополнительную жесткость крыльям или оперению летательного аппарата. Стойка является одной из главных составляющих системы шасси в самолетах любого класса. Данная часть шасси принимает и передает корпусу самолета смягченные статические нагрузки. Наибольшая нагрузка на стойку отмечается при посадке. Амортизирующая система шасси позволяет минимизировать удар от касания ВПП при посадке.

Стойки шасси в ферменном фюзеляже

Ферменная конструкция фюзеляжа сконструирована таким образом, что все нагрузки принимает на себя ферма, которая состоит из четырех или трех ферм плоской формы. В такой конструкции, кроме стойки, важной частью являются и расчалки, и подкосы. В ферменном фюзеляже стойка шасси работает на сжатие и растяжение. В современном авиастроении ферменный тип корпуса практически не используется, поскольку более эффективным является балочный фюзеляж. Преимуществом балочного фюзеляжа является то, что нагрузка и силы крутящего момента от стойки шасси передаются на весь корпус за счет силового каркаса, состоящего из стрингеров, лонжеронов и шпангоутов.

Стойка выступает самым главным силовым элементом конструкции шасси летательного аппарата. Данная деталь принимает и передает общей конструкции самолета все динамические и статические нагрузки, возникающие в момент разбега.

Составляющие части стойки шасси

Складывающий подкос – обеспечивает восприятие нагрузок лотовых сил.

Амортизатор шасси – обеспечивает плавность движения летательного аппарата по ВПП. Основной задачей является гашение колебаний и ударов, которые возникают в момент касания машиной взлетной полосы при посадке. В большинстве случаев для гашения используют длинноходные азото-масляные амортизаторы с несколькими камерами. При необходимости устанавливаются стабилизирующие демпферы.

Раскосы – это стержни, которые имеют диагональное расположение относительно шарнирного многоугольника, который образовывается подкосом и стойкой. В свою очередь раскос обеспечивает неуязвимость всей конструкции многоугольника.

Траверсы – элементы шасси, которые обеспечивают крепление стойки к фюзеляжу или крылу.

Ориентационный механизм стойки – позволяет производить разворот при выпуске или уборке стойки.

На стойке имеется нижний узел, расположенный в основании конструкции, он позволяет проводить крепление колес.

Замки – механизмы, которые позволяют фиксировать стойку в определенном положении.

Цилиндры – обеспечивают уборку и выпуск системы шасси.

Изначально при создании первых машин в авиации они имели неубирающееся шасси. Это был один из основных источников нарушения аэродинамики в полете. Чтобы снизить степень сопротивления, на шасси летательных аппаратов устанавливали щитки – обтекатели, которые прикрывали стойки и шасси. Системы шасси, которые убирались в фюзеляж, начали использовать с появлением и развитием скоростных самолетов. Конечно, это усложняло конструкцию и добавляло лишний вес, но при этом машины обретали необходимую обтекаемость. В современных моделях пассажирских самолетов стойки системы шасси убираются вдоль размаха крыла к фюзеляжу.

Схемы расположения амортизаторов стоек

В зависимости от того, каким образом расположены амортизаторы относительно опоры, выделяют такие типы схемы стоек:

Телескопическая.

Рычажная.

Полурычажная.

Телескопическая схема строения объединяет в себе стойку трубчатого типа с амортизатором. Сама трубка выступает в роли цилиндра, в середине которого расположен поршень и шток, данное соединение элементов формирует телескопическую пару. В нижней части штока крепятся колеса. Во избежание возможности поворота штока в середине цилиндра используют шарнир, обеспечивающий поступательное движение штока под воздействием массы аппарата.

Данная схема имеет и недостатки, среди которых можно назвать отсутствие боковых амортизационных нагрузок и нагрузок от переднего удара. Частично передний удар амортизируется за счет наклона стойки шасси в плоскости, параллельной симметрии корпуса. Более эффективной считается качающийся вариант телескопических стоек. В этом варианте стойка фиксируется сверху. Жесткость выпущенного положения обеспечивается за счет подкоса.

Рычажная схема отличается тем, что колеса системы шасси крепятся на рычаге, соединенном с фюзеляжем или стойкой шарниром. За счет того, что шток амортизатора стойки соединен с рычагом шарниром, на саму опору не передается изгибающий момент. Это обеспечивает отличные условия для уплотнителя амортизатора.

Выделяют три основных подвида рычажных стоек:

Рычажная стойка, в середине которой установлен амортизатор.

Рычажная стойка с амортизатором выносного типа, который крепится с наружной стороны опоры.

Рычажный тип без стойки.

Все эти варианты строения стоек позволяют обеспечить отличную амортизацию при переднем ударе самолета. При этом осуществляется поворот рычага и дальнейшее обжатие амортизатора.

Полурычажная схема имеет в своей конструкции элементы как рычажной, так и телескопической стойки. Основным отличием является то, что колеса шасси крепятся шарнирами к самой стойке, а не к штоку. Амортизаторы стоек начинают свою работу при вертикальной нагрузке. Смягчение переднего удара отличное, но оно передается на шток с дальнейшим его изгибом.

Как делают шасси самолета? (видео)

Посадка при сильном боковом ветре, смотрим на шасси

Стойка – основной силовой элемент шасси, связывающий колесо с силовой схемой агрегата самолета. В большинстве случаев внутри стойки размещается амортизатор, и тогда стойка называется амортизационной.

В зависимости от назначения, характера нагружения и выполняемой работы различают следующие основные элементы стойки шасси: силовые элементы, элементы кинематики и управления, амортизирующие устройства.
Амортизирующие устройства (амортизационные стойки, пневматики колес, гасители колебаний и т.д.) поглощают и рассеивают энергию ударов самолета о землю, уменьшают действующие нагрузки и препятствуют возникновению колебаний при посадке и движении по земле.

Рис. 8.3. Типы стоек: а – телескопическая; б – рычажная; в – полурычажная.

Телескопические стойки (рис. 8.3.а ) устанавливают на самолетах, эксплуатируемых на бетонных и хорошо укатанных грунтовых ВПП, т.к. такая стойка плохо воспринимает продольные и боковые силы. Телескопическая стойка при посадке самолета воспринимает вертикальную составляющую действующей силы, горизонтальную составляющую такая стойка не амортизирует. Для частичной амортизации горизонтальной составляющей телескопические стойки обычно устанавливаются с небольшим наклоном и выносом колеса вперед (на самолете ТЛ-2000 установлена телескопическая стойка с пружиной). Телескопические стойки конструктивно проще, легче и надежнее рычажных, но подвергаются большим изгибающим нагрузкам, ухудшающим перемещение штока амортизатора и снижающим эффективность его уплотнений.

8.2.3. Самовозбуждающиеся колебания колёс передней опоры шасси (шимми)

На стойках шасси со свободно ориентирующимися колесами, самовозбуждающиеся колебанияпередней опоры шасси или шимми могут возникать на определённой скорости движения самолёта во время разбега или пробега. Эти колебания вызывают интенсивную вибрацию носовой части фюзеляжа и приборной доски. Вибрация затрудняет наблюдение за приборами, может вывести из строя бортовое оборудование, привести к срыву пневматика, поломки стойки и разрушению конструкции носовой части фюзеляжа.

Природа явления шимми была исследована в 1945 году академиком М. В. Келдышем.

Рассмотрим физическую картину возникновения шимми. Колесо передней опоры шасси в процессе разбега или пробега может совершать два взаимосвязанных движения (Рис. 8.4.). Во – первых, как самоориентирующееся, оно может разворачиваться на некоторый угол относительно оси стойки.

Во – вторых, оно может смещаться относительно линии движения самолёта на некоторую величину λ. Боковое смещение λ обусловлено в основном деформацией пневматика и частично деформацией стоки, а также возможно за счёт люфтов в стойке. Деформация пневматика и стойки вызывается силой сцепления (трения) между колесом и поверхностью аэродрома.

Колесо начинает двигаться по криволинейной траектории, похожей на синусоиду, и одновременно его плоскость периодически отклоняется от вертикали в стороны. С увеличением скорости колебания могут прогрессировать и вызвать срыв пневматика и разрушение стойки.

Критическая скорость шимми уменьшается при увеличении сил трения между пневматиком и грунтом. Поэтому с увеличением нагрузки на переднюю опору шимми будет возникать при меньшей скорости движения самолета. Явление шимми более вероятно на сухой бетонной полосе, имеющей коэффициент трения больший, чем на полосе с травяным покровом или влажной бетонной полосе.