Конструктивно- силовые схемы шасси
ШАССИ САМОЛЕТА
Цель работы: изучить компоновочные и конструктивно- силовые схемы шасси, его основные элементы.
Компоновка шасси
Шасси самолета представляют систему опор, необходимых для маневрирования по аэродрому , разбега и пробега самолета при взлете, посадке и стоянки. Во время взлета и посадки шасси поглощает и рассеивает кинетическую энергию ударов и поступательного движения.
Шасси должно обеспечивать устойчивое движение самолета во время пробега, заданную проходимость по грунту и иметь минимальный вес и габариты.
По количеству и взаимному расположению шасси различают следующие компоновочные схемы.
Трехопорные шасси с хвостовой опорой (рис. 4.1 а) характеризуется посадочным углом между осью самолета и касательной к главной и задней опорам; противокапотажным углом между вертикалью при взлете и прямой, соединяющей центр тяжести самолета и точку касания главной опоры; углом выноса шасси = + ., колеей шасси Вш , представляющей расстояние между главными опорами.
Рассмотренная схема шасси обладает рядом недостатков – плохая путевая устойчивость, опасность капотирования при резком торможении, наклонный пол кабины при стоянке, возможность взмывания самолета при посадке.
С увеличением посадочных скоростей эти недостатки стали проявляться в большей степени. Поэтому схема шасси с хвостовой опорой , обладающая минимальным весом, применяется на легких самолетах с поршневыми двигателями.
Рис.4.1. Схемы шасси
Основной схемой шасси современных самолетов является трехопорная схема с носовым колесом (рис. 4.1 б).
Она характеризуется следующими параметрами: посадочным углом между осью фюзеляжа и касательной к главным опорам и нижней точки хвостовой части фюзеляжа; стояночным углом с между осью фюзеляжа и плоскостью земли; противокапотажным углом ; высотой шасси ; высотой главных опор e, относительно центра тяжести, колеей шасси Bш и базой шасси вш, представляющей расстояние между носовой и главными опорами
Рассмотренная схема шасси обеспечивает хорошую путевую устойчивость, ухудшению проходимости по грунту, снижению безопасности при поломке носового колеса, возможности самовозбуждающихся колебаний типа шимми.
Велосипедная схема шасси (рис. 4.1. в) характеризуется наличием двух основных опор, расположенных под фюзеляжем, и подкрыльных опор, предохраняющий самолет от опрокидывания на крыло. Шасси характеризуется теми же параметрами, что и предыдущая схема и отличается лишь большим выносом шасси относительно центра тяжести. Велосипедная схема шасси является вынужденной и применяется для истребителей- бомбардировщиков с высоко - расположенным тонким крылом.
Из-за сравнительно большой нагрузки на носовую опору затруднен отрыв самолета при взлете. Для облегчения взлета применяются механизмы «вздыбливания » передней опоры или «приседания» задней опоры. Это значительно утяжеляет вес шасси и усложняет технику пилотирования.
Многоопорные шасси применяются на тяжелых самолетах, эксплуатирующихся на грунтовых аэродромах. Для повышения проходимости самолета требуется большое количество колес или дополнительные опоры. Дополнительная центральная опора смещается относительно основных для удобства уборки шасси в фюзеляж. Для улучшения маневренности самолета задняя стойка может выполняться управляемой.
Конструктивно- силовые схемы шасси
Нога шасси современных самолетов состоит из опорных элементов (колес, лыж) ; амортизаторов для поглощения кинетической энергии; амортизаторных стоек, механизмов уборки и выпуска шасси ; замков, фиксирующих шасси в убранном и выпущенном положении; механизмов поворота и управления шасси.
На самолетах применяются преимущественно три схемы шасси:
· ферменная,
· балочная
· и ферменно-балочная или подкосная.
Ферменная конструкция является наиболее легкой, поскольку основными элементами служат подкосы, работающие на растяжение- сжатие. Ферменные стойки применяются на не убирающимся шасси легких самолетов (например, АН-2) и поэтому распространены сравнительно редко.
Балочная схема (4.2.а) наиболее проста по конструкции и компактна. Стойка закреплена шарнирно по оси О-О\ и фиксируется замком или упором. В узле крепления изгибающий момент достигает наибольшей величины. При большой длине стойки шасси получаются тяжелыми. Для уменьшения нагрузки в узле крепления применяются подкосы, разгружающие амортизаторную стойку в одной или двух плоскостях. Такая схема называется подкосной или ферменно-балочной (4.2.б).
Конструкция шасси состоит из амортизаторной стойки 1, боковых подкосов 2, траверсы с цапфами 3, цилиндра- подъемника 4, складывающегося лобового подноса 5, механизма поворота колес 6. двухзвенника (шлиц-шарнир) 7, колес 8.
Стойка является основным элементом шасси, связывающая опоры шасси с конструкцией шасси с конструкцией самолета. Внутренняя полость стойки используется для устройства амортизатора.
Подкосы шасси служат дополнительными опорами стойки и разгружают ее от изгибающего момента и увеличивают жесткость конструкции.
Траверса представляют верхнюю часть стойки , предназначенные для крепления ноги шасси с конструкцией самолета.
Цилиндр- подъемник служит для уборки и выпуска шасси , а также для фиксации шасси в выпущенном положении.
Рис 5.2
Механизм поворота колес обеспечивает поворот колес передней ноги шасси для маневрирования самолета по аэродрому и предотвращает возникновение самовозбуждающихся колебаний типа шимми
Двухзвенник - устройство, состоящее из двух звеньев, соединяющих шток амортизаторной стойки с цилиндром и препятствующих повороту штоку в цилиндре.
Колесо состоит из пневматиков, барабана и тормозных устройств.
В зависимости от крепления колес к стойке различают рычажную подвеску колес (4.2.а) и телескопическую (4.2.б).
В стойках с рычажной подвеской колесо крепится к рычагу, поворачивающемуся относительно оси шарнира. Благодаря этому рычажные стойки способны амортизировать горизонтальные составляющие ударных нагрузок.
Недостатком рычажных стоек является большой вес и габариты.
В телескопических стойках колеса крепятся непосредственно на штоке амортизатора.
Такая стойка амортизирует нагрузки, действующие только вдоль ее оси. Для амортизации горизонтальных составляющих стойка устанавливается под некоторым углом к вертикали.
На тяжелых самолетах с целью уменьшения нагрузок на одно колесо применяются стойки с многоколесовыми тележками (рис. 4.3.), имеющие 4-8 колес.
Нога шасси состоит из амортизаторной стойки 1, выполненной как одно целое с траверсой , штока 2 сварной конструкции, в нижней части которого располагается узел крепления тележки 4.
Рама тележки крепится к штоку шарнирно , что уменьшает неравномерность нагружения колес при движении самолета по неровному грунту и разгружает стойку от изгиба. Требуемое положение перед посадкой придается тележке стабилизирующим амортизатором 8. Повороту тележки относительно оси стойки препятствует шлиц-шарнир 7. Для удобства уборки шасси стойка наклонена вперед по полету. Уборка и выпуск шасси осуществляется гидравлическим цилиндром подкосом 9, который в выпущенном положении выполняет роль подкоса.
.
Тележка (рис. 4.4.) служит для крепления колес. Она состоит из продольной балки 8; двух осей 2 для крепления 4 колес; двух передних 15 и двух задних тормозных тяг и тормозных рычагов 4,12, служащих для торможения колес; узла подвески тележки 9.
Шасси с многоколесными тележками довольно сложны по конструкции, имеют большой вес и ухудшают маневренность самолета при движении по грунту.
Порядок выполнения работы
1. По техническим описаниям, плакатам и образцам конструкций изучить конструктивные схемы шасси и его элементов.
2. Начертить конструктивно- силовую схему шасси в двух проекциях и дать поясняющие сечения.
3. Начертить эскиз одного из элементов шасси (по указанию преподавателя).
4. Привести техническое описание конструкции заданной ноги шасси.
5. Оформить отчет и предъявить его преподавателю.
Вопросы для самопроверки
1. Назначение шасси, его компоновочные схемы.
2. Какие применяются конструктивно- силовые схемы шасси? Их отличия.
3. Виды опорных поверхностей?
4. Какие существуют способы крепления опорных поверхностей?
5. Каково назначение элементов шасси?
6 С какой целью применяются многоколесные шасси?