Рис. LI.8. Определение высоты подкрьшьных опор, размещенных на концах стреловидного крьша

Основные преимущества шасси с передней опорой в сравнении с шасси с хвостовой опорой состоят в следующем:

1. Более простой расчет посадки, возможность скоростной посадки. Шасси с хвостовой опорой предъявляет повышенные требования к расчету посадки. Если посадка происходит на скорости большей, чем расчетная посадочная, то самолет касается земли колесами основных опор и затем под

. действием силы, приложенной в центре масс, резко опускает хвост, а крыло Звеличивает угол атаки. Возникающая при этом дополнительная подъемная сила вызывает взмывание самолета. Продолжающееся увеличение угла атаки вызывает падение поступательной скорости, что приводит к про-валиванию самолета. Самолет, как говорят, козлит . Самолет, имеющий шасси с передней опорой, после касания земли колесами основных опор код действием силы, приложенной в центре масс, опускает нос, что приводит к уменьшению угла атаки и исключает поэтому взмывание .

2. Уменьшение опасности капотирования.

3. Возможность применения при посадке более сильного торможения колес немедлешю после касания ими земли.

4. Хорошая устойчивость пути при разбеге и пробеге. Если при движении по земле под действием какого-либо заворачивающего момента у самолета появится угол сноса, то возникшие при этом боковые составляющие сил трения колес основных опор о землю создадут относительно вер-тйкальной оси, проходящей через центр масс, момент, который у шасси с передней опорой будет стремиться уменьшить угол сноса, а у шасси с xi остовой опорой - увели!ить его (рис. 11.9).

5. Горизонтальное или близкое к нему положение оси фюзеляжа на стоянке и при движении по аэродрому, обеспечивающее хороший обзор лля пилота, удобства для пассажиров, простоту загрузки самолета. Кроме того, такое положение оси у самолета с реактивными двигателями уменьшает повреждение поверхности аэродрома струей выхлопных газов.

Шасси с передней опорой имеют следующие недостатки.

1. Большая масса. Передняя опора вследствие большей высоты и больших нагрузок получается значительно тяжелее хвостовой опоры и, несмотря на возможный некоторой вьшграш в массе основных опор из-за несколь-

Шасси с передней опорой Шасси с хвостодоа опорой

Рис. 11.9. Путевая устойчивость самолета при движении по земле со сносом

ко меньшей их высотм (при одинаковом посадочном угле атаки высота основах опор у шасси с передней опорой, расположенных сзади пектра масс самолета, будет меньше высоты расположенных впереди центра масс основ- ных опор у шасси с хвостовой опорой), общая масса шасси получается большей, чем масса шасси с хвостовой опорой.

2. Возможность появления самовозбуждающихся колебаний свободно ориентирующихся колес передней опоры, называемых шимми, требует для их предотвращения постановки специальных гасителей колебаний - демпферов шимми, что приводит к усложнению и утяжелению конструкции.

3. Значительно большие объемы в фюзеляже, необходимые для уборки передней опоры, в сравнении с объемами, потребными для уборки хвостовой опоры. Особенно большие трудности возникают при установке и уборке передней опоры на самолетах с двигателем, расположенным в носовой части фюзе;шжа.

4. Опасность аварии или даже катастрофы при повреждении и поломке, передней опоры, в то время как поломка хвостовой опоры приводит к значительно меньшим неприятностям.

5. Продольная неустойчивость при движении самолета по аэродрому с приподнятой передней опорой при разбеге.

Преимущества велосипедного шасси состоят в следующем.

1. Малая высота шасси для самолетов-высокопланов.

2. Отсутствие на крыле гондол для уборки шасси.

3. Опоры не попа,цают в струю горячих газов двигателей на самолетах вертикального взлета н посадки.

4. Выравнивание нагрузок между колесами задней и передней опор в схеме с большим углом 7, что приводит к снижению давления на покрытие аэродрома.

Велосипедное шасси имеет следующие недостатки:

1. Необходимость выделетш значительного объема в средней части фюзеляжа для. уборки задаей опоры, что вызьшает большие затруднения в компоновке транспортных самолетов и самолетов с двигателем, расположенным в средней части фюзеляжа самолета.

2. Утяжеление фюзеляжа из-за больших нагрузок от опор и из-за напи-чия больших вырезов )uih уборки шасси.

3. Поперечная неустойчивость при движении по земле и связанные с этим трудности при посадке с боковым ветром.

А схема с большим углом 7 имеет еще и следующие недостатки:

4. Трудности рулежки по земле из-за большой нагрузки на переднюю опору и необходимость в связи с -этим установки мощного и тяжелого механизма поворота колес.

5. Установка дополнительного механизма, обеспечивающего либо укорочение задней опоры, либо удлинение передней, что утяжеляет конструкцию и уменьшает надежность.

6. Высокая точность посадки, обеспечивающая одновременное приземление на обе опоры.

Шасси с хвостовой опорой применяется на самолетах с малыми посадочными и взлетными скоростями, где недостатки схемы проявляются незначительно, но удается получить выигрыш в массе.

Особенно выгодна эта схема для самолета с поршневым двигателем, установленным в носу фюзеляжа.

Велосипедная схема шасси с большим углом 7 может оказаться выгодной для тяжелого скоростного самолета, у которого в районе центра масс

необходимо разместить большой отсек для сбрасываемых грузов. Это приводит к необходимости применения высокопланной схемы. При размещении основных опор на крьше они получились бы в этом случае очень высокими и тяжелыми, для их уборки пришлось бы ставить большую гондолу. Велосипедная схема шасси с малым углом у целесообразна для самолетов вертикального взлета и посадки, так как она исключает возможность попадания опор в струю газов двигателей и не имеет недостатков, связанных с большой нагрузкой передней опоры.

Для большинства же современных самолетов наиболее выгодно.й является схема шасси с передней опорой, поэтому она и нашла самое широкое применение.

§ 3. КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВЫЕ СХЕМЫ ОПОР ШАССИ

Опора шасси самолета состоит иэ стойки, амортизатора и колес. Стойка служит для навески колес и обеспечивает крепление опоры к самолету.

Амортизатор служит для поглощения энергии ударов при посадке и движении самолета по аэродрому.

С помощью колес самолет движется по земле.

Конструктивно-силовая схема опоры зависит от компоновки ее на самолете, способа крепления, способа уборки, условий эксплуатации, величины действующих нагрузок и т.д.

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

а) способу крепления стойки к самолету; б) способу размещершя амортизатора л передачи на него нагрузок;

в) способу крепления колес.

Полное представление о конструктивно-силовой схеме может быть сде-пано только при учете всех этих признаков.

СХЕМЫ ОПОР ШАССИ ПО СПОСОБУ КРЕПЛЕНИЯ СТОЙКИ К САМОЛЕТУ

По способу крепления стойки к самолету различают консольную и под-косную схемы.

В консольной схеме (рис. 11.10) стойка шасси крепится к конструкции самолета при помощи узла, находящегося в верхней ее части. Конструкция этого узла обеспечивает при уборке стойки ее вращение в одной из плоскостей, в остальных направлениях узел обеспечивает жесткую заделку. В выпущенном положении шасси такая стойка в силовом отнощоиии представляет собой консольную балку. К преимуществам этой схемы следует от-, нести конструктивную простоту, к недостаткам - более сложные условия нагруження. Такие схемы применяются сравнительно редко, главным обра-зом,на легких самолетах.

В подкосной схеме (рис. 11.11) сгонка подкрепляется подкосами в одной или двух плоскостях, что приводит к ее разгрузке от изгибающего момента. В качестве одного из подкосов может использоваться и подъемник шасси.

Несмотря на большую в сравнении с консольной схемой конструктивную сложность, подкосная схема из-за преимуществ, связанных с более бла-. гоприятными условиями нагруження стойки, получила очень широкое распространение. 196

Стойка

Рис. 11.11. Подкосные схемы опор шасси: а ~ схема с подкосом в одной плоскости; б и в - ,/л схемы с подкосами в двух плоскостях; 7 - стойка;

Рис. 11.10. Консольная схема подкосы; О - О ось вращения стойки при опоры шасси . . ygpg -

СХЕМЫ ОПОР ШАССИ ПО СПОСОБУ РАЗМЕЩЕНИЯ АМОРТИЗАТОРА И ПЕРЕДАЧИ НА НЕГО НАГРУЗОК

По этому признаку различают телескопическую, полурычажную и рычажную схемы.

Амортизатор, на штоке которого навешиваются колеса, является в то же время и стойкой (рис. 11.12). Эта амортизационная стойка работает на сжатие, изгиб и кручение. Крутящий момент со штока на цилиндр передается двухзвенником, звенья которого при этом работают на изгиб. Благодаря конструктивной простоте эта схема нашла широкое, применение.

К недостаткам ее следует отнести плохую амортизацию передних ударов и большое трение в буксах при изгибе амортизатора, что ухудшает условия его работы и усложняет работу уплотнений.

Амортизацию переднего удара обеспечивают стойки с так называемой полурычажной навеской колес (рис. 11.13). Здесь амортизатор так же, как и в предыдущей схеме, работает на сжатие, изгиб и кручение, но одновременно имеет возможность амортизировать передний удзр. Схема с полурычажной навеской колес нашла применение главным образом на передних опорах.

Опоры шасси с рычажной навеской колес, в свою очередь, могут быть выполнены по двум схемам: с внешним амортизатором (рис. 11.14, а) и с внутренним (11.14, б).

Опора с рычажной навеской колес может и не иметь стойки. В этом случае рьгчаг непосредственно крепится к консгрукци! самолета. Амортизатор присоединяется к рычагу и к закрепленному на самолете подкосу. С подкосом связан подъемник, обеспечивающий уборку шасси (рис. 11.15).

У опоры шасш с рьиажной навеской колес амортизатор воспринимает передние удары, обеспечивая плавность движения при разбеге и пробеге, что является важным преимуществом этой схемы. В схемах с внешним амортизатором последний испытьшает лишь осевые нагрузки. По этой причине значительно уменьшаются силы трения в буксах амортизатора, что приводит к более плавной его работе и к снижению износа трущихся частей, улучшаются условия работы уплотнений. В схемах с внутренним амортизаторрм шток, соединенный с рьиагом шарнирным звеном, нагружается и осевой силой и относительно небольшой поперечной силой, а цилиндр амортизатора, являющийся здесь и стойкой,воспринимает все нагрузки, приходящие с колес. Поэтому условия работы амортизатора в этой схеме несколько сложнее, чем в схеме с внешним амортизатором. 197

Амортизатор JISijxsSeHMuK

Рис. 11.12. Телескопическая амортизаци- Рис. 11.13. Амортизационная стойка с по-онная стойка лурычажной навеской колес

Подкос

IHC. 11.14. Опоры шасси с рычажной навеской колес

Рычаг

Рис. 11.15. Опора шасси с рычажной навеской колеса без стойки

СХЕМЫ ОПОР ШАССИ ПО СПОСОБУ КРЕПЛЕНИЯ КОЛЕС

По этому признаку различают схемы с креплением колес к вилке/полувилке и консольным креплением и схемы с тележкой.

У опоры шасси с колесом, закрепленным в вилке (рис. 11.16), от нагрузок, действующих в плоскости колеса, стойка не будет испытьтать бокового изгиба и кручения. Крепление оси на двух опорах позволяет сделать ее более легкой. Недостатки этой схемы - увеличение поперечных габаритных размеров (что невыгодно в случае уборки шасси в крыло) и усложнение монтажа и демонтажа колеса.

Преимуществам! схемы с колесом, закрепленным к полувилке (рис. 11.17), являются меньшие поперечные габаритные размеры и более простая установка колес, недостатком - большая масса полувилки из-за дополнительной загрузки ее крутящим моментом.

Консольная схема крепления колеса <рис. 11.18, а) позволяет в случае навески колес на штоке амортизатора получить при одинаковой высоте шасси большую, чем в схемах с вилкой и полувилкой, длину амортизационной стойки. А это дает возможность увеличить расстояние между буксами амортизатора и, следовательно, добиться более плавной его работы. К не-

достаткам такого крепления колеса следует отнести нагружение стойки боковым изгибом и кругением от сил, действующах в плоскости колеса. К этой схеме относятся и стойки, на которых крепятся два колеса (рис. 11.18,6).

Для основных опор тяжелых самолетов широкое распространение получила схема с тележкой (рис. 11.19).

На тележках устанавливается обычно от двух до восьми колес.

Распределение нагрузки на несколько колес соответственно ме.ны.1его размера дает ряд существенных преимуществ. Прежде всего значительно повышается живучесть шасси, так как разрушение отдельного пневматика не ведет к опасньш последствиям. Снижается истирание пневматиков при приземлений, так как меньшие по размерам колеса, имея меньший момент инерции, легче раскручиваются. Повышается эффективность торможения, так как размещение тормозов во всех колесах тележки улучшает рассеивание тепла. Масса тележки получается меньшей, чем масса одного или двух эквивалентных по нагрузке колес. Упрощается уборка шасси из-за умень-шеш1я потребных габаритных размеров ниши. К недостаткам следует отнести ухудшение маневренности самолета на земле, так как здесь для разворота требуется больший момент, чем при рядном расположении колес.

Тележка крепится к стойке шарнирно, что обеспечивает ее поворот отаос1ггельно стойки при переезде через неровности аэродрома, при изменении положения оси самолета относительно поверхности земли во время взлета и посадки ипри уборке шасси.

Перед приземлением самолета тележка может располагаться горизонтально или быть наклоненной назад. В первом случае все колеса практичес-

Рис. 11.16. Крепление колеса к видке Рис. 11.18. Консольное крепле.чие колеса

Рис. 11.17. Крепление колеса к полувилке

Стабилизирующий амортизатор

Рис. 11. 19. Опора шасси с тележкой Рис. 11.20. Расположение осей .колес на тележке