歼强飞机的起落架结构及其系统毕业(设计)论文.doc
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1、西安航空职工大学毕业论文歼强飞机的起落架结构及其系统【摘要】起落架作为飞机在地面停放、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。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。同时起落架又具有空气动力学原理和功能,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内,以获得良好的气动性能,飞机着陆时再将起落架放下来。起落架主要由减震器、收放系统、机轮和刹车系统组成,各个组成结构在起落架工作过成中都有很重要的作用。本文重点介绍了歼强飞机的起落架结构及其系统。对起落架进行了
2、系统的概述,对起落架的组成、起落架的布置形式、起落架的收放形式、起落架的收放系统、以及起落架的前轮转弯机构进行了系统的论述。并且给出了可以借鉴的起落架结构及其相关结构的图片。关键词:起落架 工作系统 电路 伺服活门 凸轮机构 前轮转弯 收放形式毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确
3、的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的
4、研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日引 言论文的目的:通过对歼强飞机的起落架结构及其系统的论述,进行该方面知识的总结,同时也阐明了起落架对于
5、飞机起飞和着陆的重要意义。论文的意义:起落架的主要功用是承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力,滑跑与滑行时操纵飞机,滑跑与滑行时的制动,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并吸收飞机运动时产生的撞击载荷。介于起落架有以上重要作用,所以此文的意义在于概述起落架的功用。方法:浅析歼强飞机的起落架结构及其系统,对各个工作系进行统一阐述。结论:起落架对于飞机起飞和着陆具有重要的意义,所以研究飞机的起落架结构及其工作系统具有重要意义。1.起落架的概述1.1.定义 起落架是飞机在地面停放、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
6、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。1.2.功用 随着现代科学飞机的设计要求,起落架的主要有以下四个功用:A.承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力;B.滑跑与滑行时操纵飞机;C. 滑跑与滑行时的制动;D.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并吸收飞机运动时产生的撞击载荷。2.起落架的组成起落架主要由减震器、收放系统、机轮和刹车系统组成,各个组成结构在起落架工作过成中都有很重要的作用。2.1.减震器飞机在着陆接地瞬间或在不平的跑道上高速滑跑时,与地面发生剧烈的撞击,除充气轮胎可起小部分缓冲作用外,大部分撞击能量要靠减震
7、器吸收。现代飞机上应用最广的是油液空气减震器。当减震器受撞击压缩时,空气的作用相当于弹簧,贮存能量。而油液以极高的速度穿过小孔,吸收大量撞击能量,把它们转变为热能,使飞机撞击后很快平稳下来,不致颠簸不止。2.2.收收放系统放系统一般以液压作为正常收放动力源,以冷气、电力作为备用动力源。一般前起落架向前收入前机身,而某些重型运输机的前起落架是侧向收起的。主起落架收放形式大致可分为沿翼展方向收放和翼弦方向收放两种。收放位置锁用来把起落架锁定在收上和放下位置,以防止起落架在飞行中自动放下和受到撞击时自动收起。对于收放系统,一般都有位置指示和警告系统。2.3.机轮和刹车系统机轮的主要作用是在地面支持收
8、飞机的重量,减少飞机地面运动的阻力,吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能。主起落架上装有刹车装置,可用来缩短飞机着陆的滑跑距离,并使飞机在地面上具有良好的机动性。机轮主要由轮毂和轮胎组成。刹车装置主要有弯块式、胶囊式和圆盘式三种。应用最为广泛的是圆盘式,其主要特点是摩擦面积大,热容量大,容易维护。除此之外起落架还有液压系统系统、电路系统和前轮转弯系统将在下文中一一谈到。3.起落架的布置形式合适的起落架布置形式不仅能保证飞机在地面上运行时必须的操纵性和稳定性,而且也决定了起落架的受载。因此,起落架的布置形式可以简单地分为以下几类,即:前三点式、自行车式、后三点式等。3.1.前三点式飞机上使用
9、最多的是前三点式起落架(如图3-1所示)。前轮在机头下面远离飞机重心处,可避免飞机刹车时出现“拿大顶”的危险。两个主轮左右对称地布置在重心稍后处,左右主轮有一定距离可保证飞机在地面滑行时不致倾倒。飞机在地面滑行和停放时,机身地板基本处于水平位置,便于旅客登机和货物装卸。重型飞机用增加机轮和支点数目的方法减低轮胎对跑道的压力,以改善飞机在前线土跑道上的起降滑行能力。图 3-1 前三点式起落架结构图3.2.自行车式自行车式起落架的前轮和主轮前后布置在飞机对称面内(即在机身下部),重心距前轮与主轮几乎相等。为防止转弯时倾倒,在机翼下还布置有辅助小轮(如图3-2所示)。这种布置型式由于起飞时抬头困难而
10、较少采用。这种起落架的配置形式常用于机翼较薄,而且难于收入起落架的飞机上,也有用于单机翼的轰炸机上,以减小起落架的长度。这种形式对飞机的前起落架的设计要求较高,同时飞机迎角小,起飞要有相应的装置配合起飞,因此自行车式起落架一般不常用。图 3-2 自行车式起落架结构图3.3.后三点式早期在螺旋桨飞机上广泛采用后三点式起落架(如图4-3所示)。其特点是两个主轮在重心稍前处,尾轮在机身尾部离重心较远。后三点式起落架重量比前三点轻,但是地面转弯不够灵活,刹车过猛时飞机有“拿大顶”的危险,现代飞机已很少采用。 但是它的优点 是:A.在飞机上易于装置尾轮,与前轮相比,尾轮结构简单,尺寸、质量都较小;B.正
11、常着陆时,三个机轮同时触地,这就意味着飞机在飘落(着陆过程的第四阶段)时的姿态与地面滑跑、停机时的姿态相同。飞机起落架小车图 3-3 后三点式起落架结构图3.4.其他形式起落架除过以上几种常用形式的起落架之外,根据起落架承受和传递载荷的形式可以分为桁架式式起落架、构架式起落架、支柱式起落架和摇臂式起落架等,在这里不作一一介绍分别如图4-4、4-5、4-6和4-7所示。图3-4 桁架式式起落架结构图1-减震支柱 2-扭力臂 3-机轮 4-斜撑杆(兼做收放作动筒)图 3-5支柱式起落架结构图1-摇臂 2-减震器 3-支柱 4-方向接头图 3-5摇臂式起落架结构图图 3-5构架式起落架结构图4.起落
12、架的收放形式起落架的收放就是将起落架安预定的方式收藏于指定的飞机机体空间或是起落架舱内,一般有以下几种形式:沿机身轴线方向收放,沿翼展方向收放,沿翼弦方向收放。由于论文研究的是飞机前三点式起落架收放形式,所以这里只介绍沿翼弦与翼展方向收放的两个形式。4.1 沿翼展方向的收放这种型式多用于单发动机的飞机。起落架沿翼展方向可向翼根或向机翼翼尖收放。由于翼根较厚,易于收藏,所以起落架一般多采用向翼根方向收放的形式,若翼根内安装有油箱或是由于其他原因,起落架也有向外收放的。沿翼展方向的收放可采用液压,冷气或是电动收放(如图4-1所示)。有些起落架装有转轮机构,当起落架收起时,转轮机构能使机轮平面相对于
13、支柱旋转一个角度,以便把机轮收入机身两侧的轮舱内。 1-减震支柱 2-液压收放作动筒 3-转轴 4-液压作动筒活塞杆 5-机轮 6-翼根 7-气动收放作动筒 8-电动机 9-螺杆 10-扇形涡轮图4-1 起落架沿翼展方向收放示意图4.2 沿翼弦方向的收放在双或多发动机的飞机上,发动机短舱容积较大,常将起落架沿翼弦方向向前或是向后收入短舱内(如图4-2所示)。有些飞机没有发动机短舱,或是虽有而短舱不大,起落架难以全面收入,因此,起落架上装有支柱旋转机构。他可以使起落架支柱在收起的过程中,绕其本身轴线旋转90度,使机轮收上后平放在机翼或是短舱内,图中所示是用连杆机构带动支柱转动的,也有用齿轮机构带
14、动的,支柱装在横梁的套筒内,并在其中旋转,起落架收上时,收放作动筒的活塞杆伸出,通过传动杆使横梁转动,起落架就向前收起,这时横梁上部的支柱是向后运动的,支柱上端连有连杆,连杆本身的长度是不可以改变的,因此连杆就拉着摇臂使支柱旋转90度,使机轮平放在轮舱内。图4-2 起落架沿翼弦方向收放示意图5.起落架的收放系统 5.1起落架收放工作原理以前起落架收放为例来进行说明,系统原理如图5-1所示。正常收起落间隙时,起落架收放手柄(下简称手柄)处于收上位时,电液换向阀l使高压油进入收上管路,放下管路b回油管路相通。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
15、开,使舱门作动筒10、12的回油略沟通;另一方面油通过限流活门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、应急转换活门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lO、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,收上管路与回油路相通,起落架放下。在系统中还设有地面联锁开关,当飞机停放时,联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。图5-1 前起落架收放系统原理图5.2起落架收放过程中的的液压系统液压系统目前在飞机上使用最广泛。它
16、不但用于收放起落架,也用于收放其他构件如襟翼等。同时也可以用来操纵助力器,它所作用的机构虽有不同,但其工作原理是一样的。液压系统之所以能够弥补驾驶员体力的不足,完成一定的传动动作,来推动高速或是重型飞机的某些构件工作,是因为它能完成两方面的任务,一方面它能使油液传力,另一方面能使油液不断向附件运动的方向流动.根据物理学“巴斯加”原理,在密封的液体的容器中,如果对液体的任一部分施加压力。液体便能把这一压力的大小不变的向四面八方传递,如图5-2(液压系统传动基本工作原理)所示,用力F推动操纵手柄手柄带动液压泵,使它在较小的面积上施加压力,就能迫使油液不断流入液压作动筒,推动活塞,使活塞杆伸出,来带
17、动构件。在传动过程中,倘若不考虑油液在管路中的流动阻力。那么油液压力的大小仅仅取决于活塞杆上的载荷P的大小,载荷越大,油液压力就越大。由于液压泵的受压面积很小,而作动筒活塞面积较大,因而液压泵在原动力不大的情况下,能使作动筒产生很大的传动力,来带动很重的构件,这就是液压系统传动的基本原理。图 5-2液压系统传动基本工作原理液压系统包括供压部分和传动部分。供压部分的主要附件有:油箱,液压泵安全活门和管路等。油箱的作用是储存一定的液压油,液压泵则是把液压油输送到各个传动部分,如起落架收放部分。传动部分不工作时,液压泵还须不断的输送液压油,因此在输油管路上装有安全活门,如液压系统压力达到一定数值,就
18、可以打开安全活门,使液压油流回油箱,以免压力过大,引起故障。传动部分的附件主要有:开关,液压作动筒和管路等。平时开关处于中立位置,堵住来油路,使传动部分不工作。如果需要工作就可以把开关扳到一定的工作位置,来油管路便可以与液压作动筒的一端连通,油液经过开关而进入作动筒,推动活塞,使活塞杆运动便可以带动飞机某一构件工作了,在传动过程中,活塞另一边的油液被排除而经回路管流回油箱。根据上述对液压系统的基本工作原理和组成部分,下面就主起落架收,放两个方面做一简略介绍。5.2.1.主起落架收起时的液压系统工作过程起落架收放部分的组成如下图所示,它的工作规律是放起落架时,首先开锁,再放轮舱盖,最后放起落架;
19、收起落架时,先收起落架,后收轮舱盖,如图5-3所示。图5-3 起落架收放系统原理图将起落架收放手柄板到放下位置,主供压部分来的高压油液即从起落架电磁开关的放下接头流出,分别到主起落架和前起落架放下管路去工作。进入主起落架放下管路的油液,首先进入开锁动作筒打开收上锁,然后分为两路:一路经两用活门进入主轮舱盖收放动作筒的放下腔,放下轮舱盖;另一路经液压锁进入主起落架收放动作筒的放下腔,放下主起落架。进入前起落架收放动作筒的放下腔,经液压锁后,进入前起落架收放动作筒的放下腔,使活塞杆收缩,打开收上锁后再将前起落架放下。各动作筒收上腔的油液,通过收上管路,经电磁开关的回油接头流回油箱。主起落架和主轮舱
20、盖放下后,分别由动作筒内的卡环锁和钢珠锁住。为了保险,系统中还利用液压锁来封闭起落架收放动作筒放下腔内的油液,将起落架锁在放下位置。前起落架放下后靠其头部的放下锁以及液压锁锁住。为了防止起落架在自身重量作用下放下速度太快,以致引起撞击,在主起落架收上管路内装有直径1至2mm的单向限流活门,在前起落架收上管路内设有直径2至5mm的节流孔,用来增大放起落架时动作筒的回油阻力。5.2.2. 主起落架放下时的液压系统工作原理将起落架收放手柄扳到收上位置,主供压部分来的高压油液从电磁开关的收上接头流出,分别通往向前和向后延伸的管路。油液进入向后延伸的管路,去收上主起落架和轮舱盖。其中:一路到开锁动作筒使
21、活塞杆缩进,以便起落架收上后能够上锁;一路到协调活门准备收轮舱盖;一路顶开单向限流活门进入液压锁,一方面打开液压锁以便主起落架收放动作筒的放下腔回油,一方面流入动作筒的收上腔,将起落架收上。主起落架收起后,动作筒上的顶片顶开协调活门,高压油液就经过协调活门进入轮舱盖收放动作筒,收上轮舱盖。进入向前延伸管路的油液:一路去打开前起落架液压锁;一路进入前起落架收放动作筒的收上腔退出活塞杆,打开放下锁并将前起落架收上。此外,还有一路进入自动刹车动作筒去操纵刹车调压器刹住机轮,以防止收起落架过程中机轮高速旋转而引起振动。收起落架时,各收放动作筒放下腔的油液通过放下管路和电磁开关回油接头流回油箱。将起落架
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