【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，因而伸展行程消散能量的調(diào)節(jié)能力較大。又由于活塞的有效面積是內(nèi)筒外徑所決定的 面積，因而較小。減震過(guò)程中氣體體積的變化緩和，減震特性柔軟，吸收同樣的撞擊能時(shí)行程較大，所以尺寸也較大。它常用與支柱式起落架配合使用。其機(jī)構(gòu)形式如圖 圖 通流孔流通面積可以調(diào)節(jié)的油氣式緩沖支柱 共 74 頁(yè) 第 19 頁(yè) 1． 氣體 氣體起到兩個(gè)作用，一是減震支柱受載、氣體被壓縮時(shí)氣體吸收能量，起緩沖墊和滑跑減震作用；二是撞擊過(guò)后壓力增大的氣體將支柱重新頂出。 根據(jù)氣體力學(xué) 的知識(shí)和活塞桿的受力平衡可知（略去摩擦力影響情況下） 00np VpV??????? ； ap pF? （ 1） 式中 0p ， 0V —— 氣體的初氣壓和初體積 ； p ,V —— 任意壓縮位置時(shí)的氣壓和體積 F —— 活塞承受 氣壓的有效面積 ； 0p —— 氣體對(duì)活塞的總壓力： n —— 氣體壓縮過(guò)程的多變指數(shù)，它隨氣體在壓縮過(guò)程中的熱交換情況而定：等溫過(guò)程時(shí)為 1；絕熱過(guò)程為 ；在油氣式減震器內(nèi)有一定程度的熱交換，通常取 n 為 由式（ 1）得出 000 0 , 00011naaVVP p F p F PFSV V FSV????????? ? ????? ??? ???? ??? （ 2） 式中 S —— 活塞的壓縮行程。 減震器內(nèi)氣體所吸收的能量為 00 0 0s s sa a s a aA P d S p p F d S p d V? ? ? ?? ? ? ，（因?yàn)?FdS dV?? ） （ 3） 有因 1/00npVVp??????? ； 1/0(1 / ) 10 1nnpdV dpV n p ??? （ 4） 所以 100011nnapV pAnp???????????????? （ 5） 共 74 頁(yè) 第 20 頁(yè) aA 就是 aPS? 工作曲線(xiàn)下的面積，故 aPS? 圖稱(chēng)功量圖。 2． 油液和阻尼孔的的作用及對(duì)功量圖的影響 加進(jìn)油液和阻尼孔后，在活塞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中油液就被來(lái)回?cái)D過(guò)阻尼孔，使減震支柱運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力增大；油液流經(jīng)阻尼孔摩擦生熱，將撞擊能變?yōu)闊崮芟⒌簟? 設(shè) 液流經(jīng)阻尼孔時(shí)受到的阻力為 lP ，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械摩擦力為 fP ，減震支柱上的外載為 saP ，那么由力的平衡關(guān)系可得到 壓縮行程時(shí) sa a f lP P P P? ? ? 伸展行程時(shí) sa a f lP P P P? ? ? 加進(jìn)油液和阻尼孔的減震器吸收和消散的能量大為增加，從原理上解決了純氣體減震器的缺點(diǎn)。但它也有不足之處 。 （ 1）在壓縮過(guò)程中載荷不均勻，有忽高忽低的現(xiàn) 象，甚至?xí)趬嚎s 行程初期就出現(xiàn)危險(xiǎn)過(guò)載，使飛機(jī)反跳。 （ 2） 在伸展過(guò)程中消散的能量少。 改善這些缺點(diǎn)最有效的辦法是，在減震器工作過(guò)程中改變阻尼孔的面積，使它在壓縮行程中的初始階段大，以后逐漸減小，而在伸展行程中則進(jìn)一步減小。 全油液式 減震器 全油液式減震器的構(gòu)造（圖 ）與油氣式基本相同，不過(guò)沒(méi)有氣體。在全伸展的狀態(tài)下，筒腔內(nèi)全部充滿(mǎn)液體。減震器工作時(shí)，油液被來(lái)回?cái)D壓流過(guò)油孔而起到吸功散能、緩沖減振作用。油液式減震緩沖器是利用液體作為彈性元件。有些液體在高壓作用下具有相對(duì)高的體積壓縮比。例如，煤油在 p=350Mpa 的壓力作用下體積可以壓縮 15%，但是液體的體積壓縮性好，其潤(rùn)滑條件就差，液體與減震緩沖器軸襯之間的摩擦力增大，為了解決這個(gè)問(wèn) 共 74 頁(yè) 第 21 頁(yè) 題，可以在油液里加輕質(zhì)礦物油。 油液式減震緩沖器油活塞筒、帶活塞的支柱和密封裝置組成?；钊麑⒕彌_器的內(nèi)部容積分成兩個(gè)腔，腔內(nèi)充有一定 0初壓的油液，兩腔之間可以通過(guò)活塞上的小孔連接。 在支柱壓力的作用下，減震緩沖器壓縮，活塞內(nèi)部體積變小，油液受壓力并同時(shí)通過(guò)小孔從一個(gè)腔流入另一個(gè)腔。沖擊載荷的所有能量都被液流吸收，其中一部分使油液壓縮并儲(chǔ)存在油液中，另一部分消耗在使油液通過(guò)小空時(shí)克服摩擦力上，這時(shí)油液會(huì)發(fā)熱。消耗在克服液體阻力并發(fā)熱的那部分能量轉(zhuǎn)變成熱能后通過(guò)筒壁消散在大氣中。圖 情況下油液式減震緩沖器的工作曲線(xiàn)。曲線(xiàn) ABC 表示壓縮油液必須的壓力P 隨減震緩沖器行程的變化，面積 OABCFO 表示正行程中消耗在液體壓縮上的能量。在正行程中為了克服油液阻力所需的力是 Pliq1，所以，面積ADCFOA 就是緩沖器吸收的所有能量。面積 ADCBA 就是當(dāng)油液流經(jīng)小孔時(shí)克服摩擦力所消耗的并以熱的形式消耗在大氣中的能量。 在壓縮后，由于液體中儲(chǔ)存的能量，減震緩沖器開(kāi)始 反行程。這時(shí)，又有一部分能量消耗在克服油液通過(guò)小孔從一個(gè)腔流入另一個(gè)腔時(shí)的摩擦力。在這種情況，一部分能量消散在大氣中。在工作曲線(xiàn)圖上，這部分能量就是 ABCEA面積，剩余的能量將在后續(xù)的循環(huán)中消耗掉。 圖 油液式緩沖器簡(jiǎn)圖 圖 油液式緩沖器工作曲線(xiàn) 共 74 頁(yè) 第 22 頁(yè) 綜合考慮上面的幾種形式的減震器 的優(yōu)缺點(diǎn)和不同類(lèi)型的效率η和效率效率 /重量比較圖，如圖 所示，選擇 通流孔流通面積可以調(diào)節(jié)的油氣式緩沖支柱比較合適。 這種緩沖器不僅能消除載荷高峰并取得較大的熱耗作用， 而且還可以減小飛機(jī)在高速滑跑中受到的載荷 。被廣泛用在現(xiàn)代飛機(jī)的起落架上。 前 起落架 轉(zhuǎn)彎 系統(tǒng)的選擇： 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)用于飛機(jī)在地面滑跑時(shí)的方向控制。保證飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)是有足夠的滑跑穩(wěn)定性，前輪應(yīng)該能繞支柱軸線(xiàn)自由定向旋轉(zhuǎn)。 飛機(jī)受到側(cè)向力而使機(jī)頭偏向時(shí)，前輪應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)回原方向，并使飛機(jī)也能方便轉(zhuǎn)回原方向滑跑，而不致越偏越大，如果前輪固定死，前輪處的摩擦力將產(chǎn)生一定的不穩(wěn)定力矩，使機(jī)頭有越偏越大的趨勢(shì) ，如圖 所示。另外，地面滑行剎車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)也需要前輪能自由偏轉(zhuǎn)來(lái)減小轉(zhuǎn)彎半徑。所以，現(xiàn)代飛機(jī)前輪都是不固定死的，而有一定的自由度，其最大值 max? 由所需的最小轉(zhuǎn)彎半徑來(lái)決定，即 1m a x m i nta n 0 . 5ABR? ??? ? 共 74 頁(yè) 第 23 頁(yè) 一般 max 50? ?? 。 圖 前輪固定情況對(duì)地面運(yùn)動(dòng)影響 （ a） 前輪固定情況；（ b）前輪自由情況 （ c） 前輪可操縱偏轉(zhuǎn)情況 本設(shè)計(jì)采用典型的機(jī)械液壓式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) ，如圖 所示。 前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒鉸接在轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的固定板上，固定板則固 定在緩沖支柱的外筒上。轉(zhuǎn)彎環(huán)也安裝在緩沖支柱的外筒上 ，它可以相對(duì)于外筒轉(zhuǎn)動(dòng)。前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的活塞桿端頭鉸接于轉(zhuǎn)彎環(huán)上，轉(zhuǎn)彎環(huán)與旋轉(zhuǎn)臂相連。當(dāng)轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的活塞桿推動(dòng)轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)彎環(huán)通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖 。 轉(zhuǎn)彎動(dòng)力的傳遞路徑是：前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒 ? 轉(zhuǎn)彎環(huán) ? 旋轉(zhuǎn)臂 ? 搖臂 ? 機(jī)輪 現(xiàn)代飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)一般有兩個(gè)轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，通常安裝在前起落架緩沖支柱外筒的前端在小角度的范圍內(nèi)采用推拉的 的作動(dòng)方式，即在作動(dòng)前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，一個(gè)作動(dòng)筒推，而另一個(gè)作動(dòng)筒拉動(dòng)轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)彎。 共 74 頁(yè) 第 24 頁(yè) 圖 機(jī)械液壓式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) 圖 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 當(dāng)前起落架沒(méi)有采用合適的減擺措施時(shí)前輪可能會(huì)出現(xiàn)擺振，即飛機(jī)在地面滑跑到一定速度時(shí)，能自由偏轉(zhuǎn)的機(jī)輪和支柱的彈性振動(dòng)與輪面的轉(zhuǎn)動(dòng)交織在一起，出現(xiàn)一種劇烈的偏擺振動(dòng)，它會(huì)引起機(jī)頭強(qiáng)烈搖晃，這叫前 輪擺振現(xiàn)象 。振動(dòng)可能越來(lái)越厲害，直到支柱折斷，輪胎撕裂，在很短時(shí)間內(nèi)釀成嚴(yán)重事故。 對(duì)于現(xiàn)代飛機(jī)，多裝有專(zhuān)門(mén)增加阻尼的減擺器來(lái)消減激震的能量，防止擺振的發(fā)生 。一般要求振幅應(yīng)在 3s 鐘內(nèi)減到初使幅值的 1/3。常見(jiàn)的 減擺器有柱塞式和旋轉(zhuǎn)式兩種。柱塞式簡(jiǎn)單輕巧，但減擺能力較小， 共 74 頁(yè) 第 25 頁(yè) 多用在小型飛機(jī)上。旋板式較大、較重，但減擺能力強(qiáng)，裝在高速、大型飛機(jī)上。 現(xiàn)代飛機(jī)的前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)其作用并不僅限于操縱飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎，還可以起到前輪減擺、拖機(jī)釋壓和超壓釋壓作用。 本設(shè)計(jì) 采用 機(jī)械液壓 式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) ，它的轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒兼作了減擺器的功用 ，減擺效果又較好， 使它得到了綜合利用 。 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的拖行釋壓：轉(zhuǎn)彎液壓系統(tǒng)本來(lái)是用于幫助駕駛員進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎的。但有時(shí)需要用拖車(chē)拖行飛機(jī)時(shí)，前輪轉(zhuǎn)彎液壓又會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生阻礙作用。在拖行飛機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒就像液壓泵，而油液的流動(dòng)又受到限制，使作動(dòng)筒兩邊產(chǎn)生很大的壓力差，阻礙前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，稱(chēng)為液鎖。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，通常有一個(gè)地面人工卸壓活門(mén)。在需要拖飛機(jī)時(shí)，地面人員可操縱人工卸壓活門(mén)，是轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的游液自由流動(dòng)，防止轉(zhuǎn)彎的限制。 前起落架各作動(dòng)筒的選擇 ： 作動(dòng)筒的結(jié)構(gòu)形式 ： 作動(dòng)筒基本分為往復(fù)直線(xiàn)式作動(dòng)筒和輸出角移作動(dòng)筒兩種類(lèi)型。飛機(jī)上廣泛應(yīng)用往復(fù)直線(xiàn)式液壓（冷氣）作動(dòng)筒，它可以直接將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以操縱活動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)作，例如起落架、襟翼和減速板的收放，舵面、發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口、進(jìn)氣錐和燃油泵的操縱等。所以用于本襟翼的收放可選用往復(fù)直線(xiàn)式作動(dòng)筒。作動(dòng)筒的基本結(jié)構(gòu)是：筒體、活塞桿、活塞、端蓋、密封裝置及接頭、導(dǎo)管等。其典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表。 零件名稱(chēng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 典型圖例 共 74 頁(yè) 第 26 頁(yè) 外 筒 通孔式結(jié)構(gòu) 半通孔式 結(jié)構(gòu) 盲孔式結(jié)構(gòu) 活 塞 桿 共 74 頁(yè) 第 27 頁(yè) 端蓋 有組合密封槽 活塞 有組合密封槽 連接螺栓 有密封槽 有連接通孔 共 74 頁(yè) 第 28 頁(yè) 萬(wàn)向接頭 有組合密封槽 作動(dòng)筒 的結(jié)構(gòu) 如下圖所示： （ 2）對(duì)作動(dòng)筒的主要技術(shù)要求： 項(xiàng)目 技術(shù)要求內(nèi)容 工作性能 1. 作動(dòng)筒收放（移動(dòng)活塞）的壓力 2. 作動(dòng)筒收放速度（或時(shí)間） 3. 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 共 74 頁(yè) 第 29 頁(yè) 4. 結(jié)構(gòu)氣密性 5. 輸出力 6. 高、低溫狀態(tài)工作性能及氣密性 7. 機(jī)械鎖的上鎖力和開(kāi)鎖力，液壓鎖的工作性能 結(jié)構(gòu)尺寸 1. 外筒與活塞桿、活塞的配合間隙 2. 活塞桿的工作行程 3. 聯(lián)結(jié)長(zhǎng)度（或總長(zhǎng)） 4. 容積 5. 機(jī)械鎖的間隙 6. 其他配合尺寸 其他 1. 螺紋結(jié)合的擰緊力 矩 2. 清潔度標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 前起落架輪胎 的選擇： 飛機(jī)機(jī)輪是由充有壓縮空氣的輪胎和輪彀等組成。機(jī)輪一方面用于飛機(jī)的滑跑、滑行；另一方面通過(guò)輪胎的壓縮變形可以吸收一部分著陸撞擊能量，所以輪胎也構(gòu)成起落架減震系統(tǒng)的一部分，但它不消振。 1. 輪胎的類(lèi)型和形式 輪胎的類(lèi)型按沖氣壓力分為以下幾種： （ 1） 低壓輪胎。沖氣初壓力 Po=~，外形較厚，輪胎較柔軟，壓縮量較大，與地面的接觸壓力小，能在土地或草地上順利滑跑。但吸收同樣能量時(shí)其外廓尺寸較大，收藏較困難，大多用在低速或輕型飛機(jī)上。 （ 2） 中壓輪胎。沖氣初 壓力 Po=~，承載能力較大，外形較扁。但地面適應(yīng)性稍差一些，對(duì)機(jī)場(chǎng)地面跑道有較高要求。