【文章內(nèi)容簡介】 ，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 第 19 頁 1． 氣體 氣體起到兩個作用，一是減震支柱受載、氣體被壓縮時氣體吸收能量，起緩沖墊和滑跑減震作用；二是撞擊過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 —— 任意壓縮位置時的氣壓和體積 F —— 活塞承受 氣壓的有效面積 ； 0p —— 氣體對活塞的總壓力： n —— 氣體壓縮過程的多變指數(shù)，它隨氣體在壓縮過程中的熱交換情況而定：等溫過程時為 1；絕熱過程為 ；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 第 20 頁 aA 就是 aPS? 工作曲線下的面積，故 aPS? 圖稱功量圖。 2． 油液和阻尼孔的的作用及對功量圖的影響 加進(jìn)油液和阻尼孔后，在活塞運(yùn)動的過程中油液就被來回?cái)D過阻尼孔，使減震支柱運(yùn)動時受到的阻力增大；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)阻尼孔時受到的阻力為 lP ，活塞運(yùn)動時的機(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 sa a f lP P P P? ? ? 伸展行程時 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)過載，使飛機(jī)反跳。 （ 2） 在伸展過程中消散的能量少。 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，不過沒有氣體。在全伸展的狀態(tài)下，筒腔內(nèi)全部充滿液體。減震器工作時，油液被來回?cái)D壓流過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，為了解決這個問 共 74 頁 第 21 頁 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)部容積分成兩個腔，腔內(nèi)充有一定 0初壓的油液，兩腔之間可以通過活塞上的小孔連接。 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，油液受壓力并同時通過小孔從一個腔流入另一個腔。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存在油液中，另一部分消耗在使油液通過小空時克服摩擦力上，這時油液會發(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。曲線 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，由于液體中儲存的能量，減震緩沖器開始 反行程。這時，又有一部分能量消耗在克服油液通過小孔從一個腔流入另一個腔時的摩擦力。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 油液式緩沖器簡圖 圖 油液式緩沖器工作曲線 共 74 頁 第 22 頁 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)在地面滑跑時的方向控制。保證飛機(jī)在地面運(yùn)動是有足夠的滑跑穩(wěn)定性，前輪應(yīng)該能繞支柱軸線自由定向旋轉(zhuǎn)。 飛機(jī)受到側(cè)向力而使機(jī)頭偏向時，前輪應(yīng)能自動轉(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 ，如圖 所示。另外，地面滑行剎車轉(zhuǎn)彎時也需要前輪能自由偏轉(zhuǎn)來減小轉(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)彎半徑來決定，即 1m a x m i nta n 0 . 5ABR? ??? ? 共 74 頁 第 23 頁 一般 max 50? ?? 。 圖 前輪固定情況對地面運(yùn)動影響 （ 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)彎作動筒鉸接在轉(zhuǎn)彎作動筒的固定板上，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 ，它可以相對于外筒轉(zhuǎn)動。前輪轉(zhuǎn)彎作動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)彎作動筒的活塞桿推動轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)彎環(huán)通過旋轉(zhuǎn)臂帶動搖臂轉(zhuǎn)動，從而帶動前輪轉(zhuǎn)動。如圖 。 轉(zhuǎn)彎動力的傳遞路徑是：前輪轉(zhuǎn)彎作動筒 ? 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)一般有兩個轉(zhuǎn)彎作動筒，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 的作動方式，即在作動前輪轉(zhuǎn)彎時，一個作動筒推，而另一個作動筒拉動轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動，從而帶動前輪轉(zhuǎn)彎。 共 74 頁 第 24 頁 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)前起落架沒有采用合適的減擺措施時前輪可能會出現(xiàn)擺振，即飛機(jī)在地面滑跑到一定速度時，能自由偏轉(zhuǎn)的機(jī)輪和支柱的彈性振動與輪面的轉(zhuǎn)動交織在一起，出現(xiàn)一種劇烈的偏擺振動，它會引起機(jī)頭強(qiáng)烈搖晃，這叫前 輪擺振現(xiàn)象 。振動可能越來越厲害，直到支柱折斷，輪胎撕裂，在很短時間內(nèi)釀成嚴(yán)重事故。 對于現(xiàn)代飛機(jī)，多裝有專門增加阻尼的減擺器來消減激震的能量，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。常見的 減擺器有柱塞式和旋轉(zhuǎn)式兩種。柱塞式簡單輕巧，但減擺能力較小， 共 74 頁 第 25 頁 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)本來是用于幫助駕駛員進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎的。但有時需要用拖車拖行飛機(jī)時，前輪轉(zhuǎn)彎液壓又會對飛機(jī)產(chǎn)生阻礙作用。在拖行飛機(jī)時，轉(zhuǎn)彎作動筒就像液壓泵，而油液的流動又受到限制，使作動筒兩邊產(chǎn)生很大的壓力差，阻礙前輪轉(zhuǎn)動，稱為液鎖。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，通常有一個地面人工卸壓活門。在需要拖飛機(jī)時，地面人員可操縱人工卸壓活門，是轉(zhuǎn)彎作動筒的游液自由流動，防止轉(zhuǎn)彎的限制。 前起落架各作動筒的選擇 ： 作動筒的結(jié)構(gòu)形式 ： 作動筒基本分為往復(fù)直線式作動筒和輸出角移作動筒兩種類型。飛機(jī)上廣泛應(yīng)用往復(fù)直線式液壓（冷氣）作動筒，它可以直接將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以操縱活動構(gòu)件的動作，例如起落架、襟翼和減速板的收放，舵面、發(fā)動機(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)直線式作動筒。作動筒的基本結(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)見下表。 零件名稱及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 典型圖例 共 74 頁 第 26 頁 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 第 27 頁 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 第 28 頁 萬向接頭 有組合密封槽 作動筒 的結(jié)構(gòu) 如下圖所示： （ 2）對作動筒的主要技術(shù)要求： 項(xiàng)目 技術(shù)要求內(nèi)容 工作性能 1. 作動筒收放（移動活塞）的壓力 2. 作動筒收放速度（或時間） 3. 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 共 74 頁 第 29 頁 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)長度（或總長） 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 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. 輪胎的類型和形式 輪胎的類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，對機(jī)場地面跑道有較高要求。