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起落架论文
序论
起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。
简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。
概括起来，起落架的主要作用有以下四个：
承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；滑跑与滑行时的制动；滑跑与滑行时操纵飞机。
为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。
为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。
此外还包括承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。
承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。
前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。
前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。
对于在雪地和冰上起落的飞机，起落架上的机轮用滑橇代替。
改进设计飞机起落架收放系统主要用于控制起落架的收上与放下，控制主起落架舱门和前起落架舱门的打开与关闭，是飞机一个重要的系统，其能否正常工作将直接影响飞行安全。
因此对该系统的维护和对所出现的故障进行分析研究，并进行有效的预防就显得十分重要。
某单位在对某新型飞机做出厂试飞准备时，当机组人员接上地面压力源和电源进行该机的停机刹车压力调整时，在供压13min后，前起落架开始缓慢收起，飞机机头失去支撑最终导致机头接地，造成雷达罩和前机身02段蒙皮撕裂、结构损坏和前起落架变形等严重后果。
本文将对前起落架自动收起的故障进行分析研究，并在此基础上针对性地提出预防措施。
第一章飞机起落架的基本介绍...........................................................................1
1.1飞机起落架的基本功用...................................................................1
1.2飞机起落架的基本配置形式及特点.................................................1
1.2.1飞机起落架的配置形式................................................................1
1.2.2飞机起落架的结构形式................................................................4
1.2.2.1构架式起落架...........................................................................4
1.2.2.2支柱式起落架...........................................................................4
1.2.2.3摇臂式起落架...........................................................................5
1.2.2.4多轮多支柱式起落架.................................................................6
第二章飞机起落架的组成.....................................................................................8
2.1减震器..............................................................................................8
2.1.1飞机起落架缓冲装置的要求...........................................................8
2.1.2油气减震器...................................................................................8
2.1.3油气减震装置的维护......................................................................9
2.2收放系统.........................................................................................10
2.2.1飞机起落架的常见收放形式..........................................................10
2.2.2飞机起落架收放机构的基本要求..................................................10
2.2.3飞机起落架的地面安全措施和应急放下措施................................12
第三章案例分析歼七飞机起落架自动收放系统分析及故障排除.........................13
3.1起落架收放控制原理.......................................................................13
3.2起落架自动收起原因........................................................................14
3.3故障验证..........................................................................................14
3.4维修对策..........................................................................................15
总结.....................................................................................................................17
参考文献..............................................................................................................18
致.....................................................................................................................19
【摘要】：
飞机起落架液压收放系统的传动性能与系统或元件的结构参数、工作条件参数以及负载参数等有关．文中在对收放系统传动时间、传动速度等传动性能计算的基础上分析影响其性能的主要因素。
比较其影响程度，并进一步探讨了判断故障原因的方法．
【关键词】：
起落架自动收起传动性能压力流量特性液阻负载配合间隙摩擦力
第一章飞机起落架的基本介绍
1.1飞机起落架的基本功用
承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力;承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量;滑跑与滑行时的制动;滑跑与滑行时操纵飞机。
在过去,由于飞机的飞行速度低,对飞机气动外形的要求不十分严格,因此飞机的起落架都是固定的,这样对制造来说不需要有很高的技术。
当飞机在空中飞行时,起落架仍然暴露在机身之外。
随着飞机飞行速度的不断提高,飞机很快就跨越了音速的障碍,由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加,这时,暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能,阻碍了飞行速度的进一步提高。
因此,人们便设计出了可收放的起落架,当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之,以获得良好的气动性能,飞机着陆时再将起落架放下来。
然而,有得必有失,这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统,使得飞机的总重增加。
但总的说来是得大于失,因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机,它们的起落架绝大部分都是可以收放的,只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如蜜蜂系列超轻型飞机）。
1.2飞机起落架的基本配置形式及特点
1.2.1飞机起落架的配置形式
1.2.1.1后三点式
图1.2.1.1
在飞机重心前，相对于机身对称面并排对称安置着两个主轮，飞机尾部安置一个尾轮。
如图1.2.1.1所示。
在早期飞的机上，后三点式起落架广泛应用在安装活塞式发动机的飞机上。
这样的配置在飞机上容易安装尾轮，结构简单，尺寸和重量都比较小；着陆滑跑时的迎角大，有利于飞机的减速，缩短了滑跑距离。
但是，飞机着陆须三点接地，对驾驶员的操作水平要求较高；如果飞机大速度滑跑，当运动前方遇到撞击或进行强力刹车的情况时，容易发生飞机倒立现象；着陆时，飞机很容易出现“跳跃”而造成低空失速；滑跑过程中的前方稳定性也比较差。
另外，由于机头上翘，在起飞滑跑时，驾驶员的视界不好，给操纵飞机带来一定的困难。
这些缺点对于低速飞机来说似乎还可以接受。
因此，在20世纪40年代中期以前曾得到非常广泛的应用。
后三点式起落架的优缺点：
优点：
1构造简单，重量轻；2易于在螺旋桨飞机上布置；3飞机停机角与最佳起飞迎角接近，易于起飞；4便于利用气动阻力使飞机减速。
缺点：
方向稳定性差，飞机容易打地转；2着陆必须三点接地，操纵较困难；3两点接地时可导致飞机“跳跃”；4采用刹车装置时，飞机可发生倒立，翻筋斗现象。
1.2.1.2前三点式
图1.2.1.2
在飞机重心后，相对于机身对称面并排对称安置两个主轮，飞机前部安置一个前轮。
根据情况，有时还要在飞机尾部安置一个尾撬，以防止飞机起飞、着陆时擦尾，如图1.2.1.2所示。
前三点式起落架的应用，解决了后三点式起落架所存在的问题。
其优点是，飞机着陆时，通常是两个主轮先接地，对驾驶员的操纵要求降低；如果飞机大速度滑跑，当前方遇到撞击或进行强力刹车的情况下，由于前轮远离飞机重心位置，飞机不会发生倒立现象，可以有效地缩短飞机的滑跑距离；由于飞机重心位于主轮的前边，滑跑过程中，飞机前方的方向稳定性较好；起飞着陆滑跑时容易操纵；由于机身轴线基本与地面平行，使得驾驶员的视界较好；对目前广泛应用的喷气飞机来说，前三点布置避免了发动机喷出的尾气烧坏跑道。
前三点式起落架的优缺点：
优点：
1滑行时方向稳定性好；2发动机轴线与跑道基本平行，避免燃气损坏跑到；3着陆时两主轮接地；容易操纵；4可以大力刹车，缩短着陆滑跑距离；5驾驶员视野良好。
缺点：
前起落架所受载荷较大，前轮在滑跑时容易摆振。
1.2.1.3自行车式
图1.2.1.3
两个主轮分别安置在飞机重心的前后，但为了保证飞机的安全稳定停放，防止侧面倾倒，在飞机机翼两侧下面还需对称安置两个辅助机轮。
需要说明的是，机翼两侧的辅助机轮在飞机的起飞，着陆过程中原则上是不能受力的，通常要把辅助机轮支柱的高度做的要短一些。
自行车式起落架主要使用于不宜布置三点式起落架的飞机上，如上单翼轰炸机。
由于其起落架安装在机翼上比较困难，在机身中部的重心附近又设置了有炸弹舱门，因而采用了自行车式的配置形式。
但这种起落架由于没有左右主轮，因此不能依靠主轮的不对称刹车方式进行转弯操作，只能在前轮加装转弯操纵装置，从而使得结构重量加大。
相对来说，前轮离飞机重心比较近，使得前轮所承受的载荷也比较大。
1.2.2飞机起落架的结构形式
1.2.2.1构架式起落架
图1.2.2.1
构架式起落架如图1.2.2.1所示，它是通过一套承力构架中的缓冲支柱和其他杆件之间都是通过铰接连接的。
构造简单，重量较轻；承力构架中减震支柱及其它杆件相互铰接，只承受轴向力，不承受弯矩；起落架外形尺寸大，很难收入飞机部。
对低速飞机来说，它的使用比较多见。
1.2.2.2支柱式起落架
图1.2.2.2.a
图1.2.2.2.b
支柱式起落架如图1.2.2.2.a和1.2.2.2.b所示，为了减小起落架支柱的受力，通常使用撑杆式起落架。
这种起落架的支柱相当于一根双支点外伸梁。
由于斜撑杆的支持作用，支柱所承受的侧向弯矩可大大减小。
斜撑杆还往往作为起落架的收放连杆，或者斜撑杆本身就是收放作动筒。
承力支柱与缓冲器通常是一体的。
他的上端及辅助受力的撑杆直接固定在机体骨架上，机轮直接连接在支柱下端。
它的结构特点是减震支柱由套筒，活塞杆构成；它的形式有臂式和撑杆式；优点是体积小，易收放；缺点是不能很好地吸收水平撞击载荷。
1.2.2.3摇臂式起落架
图1.2.2.3
摇臂式起落架如图1.2.2.3所示，这种起落架的机轮通过一个摇臂悬挂在承力支柱和缓冲装置的下面。
根据缓冲器配置的不同他可以分为三种形式，即缓冲器于承力支柱分开的摇臂式起落架，缓冲器与承力支柱合成一体的摇臂式起落架，缓冲器和摇臂直接固定在飞机承力构件上的摇臂式起落架。
摇臂式起落架的特点是机轮通过摇臂悬挂在承力支柱和减震器下端
优点是承受水平载荷时，减震器较好发挥作用，缺点是结构复杂，重量较大。
1.2.2.4多轮多支柱式起落架
图1,2,2,4
随着现代飞机的发展，飞机的起飞，着陆吨位也越来越大。
对于重型飞机来说，很多飞机都已经在前三点式起落架配置形式的基础上，广泛采用了多轮小车式起落架，或多伦多支柱式的起落架配置。
其原因有三个：
一是每个机轮的承载能力都是有限的，多轮式布置可以有效减小单个机轮所承受的载荷；二是飞机结构的承载能力也是有限的，多支柱式布置可以分散跑道对机体结构过大的集中载荷；三是飞机跑道的承载能力也是有限的多轮式布置可以有效减小跑道在单位面积上所承受的载荷以保证重型飞机可以在各大飞机场进行运营着陆。
第二章飞机起落架的组成
2.1减震器
2.1.1飞机起落架缓冲装置的要求
1飞机在着陆接地时要与地面强烈碰撞，其撞击载荷是非常大的在滑行和起飞，着陆滑跑中也会由于地面的不平而产生的地面颠簸。
如果起落架没有适当的缓冲装置，飞机就要受到很大的撞击力并产生强烈的颠簸震动，这对飞机结构和飞行安全是不利的。
因此，飞机起落架的缓冲装置必须满足下列要求。
1.1缓冲装置在达到最大压缩时，应能吸收完规定的最大能量，而载荷不超过规定的最大值。
如果载荷超过规定值，飞机各部分的受力就会过大，甚至产生刚性撞击。
1.2缓冲装置要有尽可能大的耗能作用，缓冲装置的耗能作用越大，就越能减弱飞机的颠簸跳动，从而使飞机能够迅速的平稳下来。
1.3缓冲装置在压缩过程中承受的载荷，应随压缩程度的增加而逐渐增大，以避免缓冲装置在吸收较小的撞击能量（如飞机在不平的地面上滑行）时各部分构件就受到很大的载荷，以致造成飞机的某些结构因疲劳而提前损坏。
1.4缓冲装置要有连续接受撞击的能力，并且完成一次压缩和伸的时间不应太长，
1.5缓冲装置的工作性能不应受外界因素（如大气温度）变化而发生很大的变化。
2.1.2油气减震器
油气式减震器主要利用气体的压缩变形吸收撞击功能，利用油液高速流过阻尼孔的摩擦热耗作用消耗能量。
它是由外筒；隔板（阻尼孔）；活塞杆（筒）；下腔充有油液；上腔充有压缩空气/氮气。
图2.1.2.a
工作原理：
图2.1.2.b
压缩行程：
1活塞杆压入，下腔油液受挤压通过阻尼孔进入上腔，同时压缩上腔的气体；2气体受到压缩，压力上升，吸收撞击能量；3油液通过阻尼孔时摩擦作用将一部分能量变为热能耗散掉。
伸过程：
1气体膨胀，活塞杆伸出，飞机重心升高；2油液在气体膨胀作用下，通过阻尼孔流回下腔；3油液通过阻尼孔时的摩擦作用将一部分能量变为热能耗散掉。
经若干压缩和伸行程，全部撞击动能被耗散，飞机很快平稳下来！
2.1.3油气减震装置的维护
气量、油量充灌不符合标准的危害分析：
表2.1.3
油量充灌标准：
减震支柱完全压缩时油液与充气口平齐；
气压充灌标准：
按照起落架充气勤务曲线进行充气；
表2.1.3.2
减震器充灌程序：
1顶起飞机，伸出减震支柱；2放气，取下充气活门；3灌入规定油液，知道与充油口上部齐平；4排气：
4.1按排气管到充油嘴，排气管自由端放入有盛有同样油液的半满的油桶中；4.2使用轮轴千斤顶，缓慢使支柱完全压缩、伸长，进行至少两次，直到空气从油液中安全排出；5使减震支柱完全压缩，油液与油嘴齐平；6放下飞机；7取下排气管，装上充气活门，按充气曲线进行充气到规定值。
2.2收放系统
2.2.1飞机起落架的常见收放形式
分为固定式、可收放式
收放式：
下表所示
2.2.2飞机起落架收放机构的基本要求
a为了保证安全，对起落架收放系统有如下要求：
1收放机构应按一定顺序工作，防止发生纷争；
2起落架在收上和放下位都应可靠锁定，并给机组明确指示；
3系统应在不安全着陆时向机组发出警告；
4在正常收放系统发生故障时，应有应急放下系统；
5为了防止意外，系统应设置地面防止安全措施！
b正常收放系统工作步骤：
收起顺序：
1开舱门；2开下位锁；3收起落架；4锁上位锁；5关舱门。
放下顺序：
1开舱门；2开上位锁；3放下起落架；4锁下位锁；5关舱门。
2.2.3飞机起落架的地面安全措施和应急放下措施
为了保证飞机能够安全着陆，现代飞机均设有应急放下系统，对其要：
1当正常收放系统中任何合理可能的失效时，应能放下起落架；
2任何单个液压源、电源或等效能源失效时，应能放下起落架。
具体措施：
在驾驶舱设置人工应急放下操纵手柄.
起落架地面防收安全措施：
1起落架手柄不能直接扳动且飞机在地面时手柄不能扳到“UP”位；
2飞机在地面停放时应设置地面锁，并悬挂红色标签！
起落架收放系统维护：
1运动部件磨损检查；2管路和部件的渗漏检查；3管路和电缆的擦伤检查；4舱门和轮胎的相应检查。
起落架收放系统维护：
收放系统校准：
1起落架手柄与指示警告电门位置准确性；2连杆机构及作动筒的行程；3顺序活门机构和锁机构的动作准确性；4舱门及起落架各部分与机体结构的间隙；5应急放下系统的手柄位置、传动机构的正确性。
起落架收放的实验
试验情况：
1更换有故障的（与收放动作相关的）部件之后；2发生或怀疑有不正确的工作时；硬着陆和重着陆后。
实验准备：
顶起飞机使机轮离地，并固定好千斤顶
1确保没有地面设备和人员在起落架和舱门附近；
某些飞机机轮运行非常接近地面，应进行进一步的清理。
接上电源和外部液压源及相关的气源设备
实验检查项目：
1起落架工作是否正常（收放顺序是否正确）
2舱门工作/安装是否正常
3机轮与机舱的间隙是否合适
4连杆工作/安装是否正常
5锁、电门、警告设备及机械指示工作是否正常
6管路（软管）是否顺畅
7全部机构工作是否平稳（摩擦、卡滞、振动或有无异常声响）
拆下勤务设备，放下飞机和安装地面锁
紧固并锁定实验前安装的设备。
第三章案例分析：
歼七飞机起落架自动收放系统分析及故障排除
3.1起落架收放控制原理
前起落架收放系统原理图如上图所示。
正常收起落间隙时，起落架收放手柄处于收上位时，电液换向阀1使高压油进入收上管路，放下管路b回油管路想通。
在高压油的作用下，下位锁作动筒的活塞杆缩进，下位锁打开。
另一路高压油一方面液控单向阀13打开，时舱门作动筒10、12的回油略沟通；另一方面通过限流活门9进入收放作动筒，使活塞杆伸出，起落架收起，作动筒8的回油经脚向活门7、应急转活门4、电液换向阀1和应急排油活门2流入油箱。
当起落架收好后，协调活门11压通，高压油进入舱门作动筒10、12的收上腔使舱门收起。
当手柄处于放下位置时，来油与放下管路接通，收上管路与回油路想通，起落架放下。
在系统中还设有地面连锁开关，当飞机停放时，连锁开关自动断开电液换向阀的电路，此时即使将手柄置于收起位置，电液换向阀也不会工作，从而防止了地面误收起落架。
3.2起落架自动收起原因
第一种是机械原因，即放下起落架时下位锁处于假上锁状态，在维修和使用过程中受到某种外力扰动而开锁
第二种是液压原因，即有液压油进入下位锁开锁坐动椅，时作动筒活塞杆缩紧导致下位锁开锁而外部检查和事后的收放检查均未发现下位锁有假上锁的现象。
因此前起落架自动收起是由液压方面的原因引起的。
系统不完整，回油路堵死
为了提高起落架收放系统的可靠性，在系统设计中采用了余度技术。
即当正常收放起落架失效时，飞行员可以采用冷气应急放下起落架，以保证安全着陆，为防止应急放起落架时，大量液压油回到密闭增压油箱，使油箱因回油过多而引起爆破，为此在电液换向阀的回油路上安装了应急排油活门应急放起落架时，将收上路管的油液直接排到机外。
平时，在主液压系统供压且电液换向阀不工作时，电液换向阀泄漏到收房管中的油液可以通过应急排油活门直接流入回油管路中，因此不会引起收放系统的压力升高，如果回油管被堵死，不能回油时，则泄漏油将进入收放系统使系统压力升高，当压力升高到一定值时就会引起系统故障。
3.3故障验证
为了验证上述分析是否正确，在原飞机上进行了以下试验：
（1）给主液压系统供压并通电，把手柄放在中立位置。
保持30min后，前起落架下位锁没有任何动作。
这说明在系统完整的情况下，因电液换向阀的渗漏而进入收放系统的压力油可以从应急排油活门处及时排出系统回油箱。
（2）为模拟事故当时的系统环境，将应急排油活门拆下，并用堵头堵住回油路。
给主液压系统供压5min后，前起落架下位锁就开始动作，到6min时下位锁完全开锁。
该项试验足以证明从起落架电液换向阀泄漏进入起落架收放系统的油液确实能够将前起落架下位锁打开，说明上述分析是完全正确的。
3.4维修对策
由以上分析和验证可知，本次事故的原因有两个：
一是起落架电液换向阀泄漏量超过规定；二是起落架收放系统不完整，使系统丧失了对不良因素的“自我消化”能力。
为了有效预防此类事故的发生，建议采取以下措施。
（1）改进起落架收放管路的设计
经仔细分析后不难发现，该型飞机在系统的设计方面存在一些不足。
应急排油活门的功用是应急放起落架时将收上管路的油液排到机外。
由于应急排油活门是安装在系统的回油管路上的，一方面当应急排油活门出现故障时，将会影响整个系统的回油，进而影响系统的工作；另一方面当电液换向阀故障使收上管路不能回油时，则在应急放起落架时，收上管路的油液就无法从应急排油活门排到机外，就会使起落架无法应急放下，即应急放起落架还要受到电液换向阀工作的影响。
该型飞机在定型试飞过程中就曾发生过应急放起落架未放到位的故障，其原因就是由于电液换向阀的故障引起的。
所以这种安装是不科学的，它使系统的可靠性和安全性降低。
但是如果将应急排油活门安装到收上管路，即电液换向阀收上接头的出口处，则既不会影响应急排油活门的功能，又能提高系统的可靠性，也不会发生上述事故。
因此，建议有关部门经充分论证后，将应急排油活门安装到电液换向阀收上接头的出口处。
（2）提高产品质量，加强安装前的检查
电液换向阀是起落架收放控制系统的核心附件，对其制造质量和性能指标都有具体的要求。
但在实际生产和使用过程中，人们往往
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