Лекция 11 Назначение шасси и требования к нему

Шасси служит для обеспечения разбега самолета перед взлетом и пробега после посадки, для движения по аэродрому

и для смягчения ударов, возникающих при этих эволюциях.

На самолетах, скорость полета которых превышает 200...250 км/ч, шасси делается убирающимся. Это объясняется тем, что при такой скорости полета выигрыш в тяге от уменьшения лобового сопротивления из-за уборки шасси будет большим, чем проигрыш от утяжеления конструкции, вызванного установкой механизма уборки.

К шасси предъявляются следующие основные требования.

1. Обеспечение устойчивости и маневренности самолета при движении по аэродрому и возможность управления

по тангажу на разбеге.

2. Обеспечение проходимости по аэродрому.

3. Исключение возможности капотирования самолета.

4. Обеспечение потребного посадочного угла атаки при выдерживании необходимого расстояния от нижней точки самолета до поверхности аэродрома.

5. Поглощение кинетической энергии ударов при посадке самолета и при его движении по неровной поверхности

с целью уменьшения перегрузок и рассеивание возможно большей ее части для быстрого гашения колебаний.

6. Большая эффективность тормозов на колесах для уменьшения длины пробега самолета после посадки.

7. Малое время уборки и выпуска шасси (не более 12...15 сек).

8. Малое изменение положения центра масс (ЦМ) самолета при уборке и выпуске шасси.

9. Обеспечение аварийного выпуска и уборки шасси.

10. Надежность замков фиксации выпущенного и убранного положений опор шасси.

11. Невозможность появления самовозбуждающихся колебаний ориентирующихся колес передней опоры.

12. Возможно меньшее лобовое сопротивление.

Компоновочные схемы шасси

На современных сухопутных самолетах применяются следующие схемы шасси:

1) с хвостовой опорой (рис.1а);

2) с передней опорой (рис.1 );

3) велосипедное шасси (рис.1в);

4) многоопорное шасси (рис.1г).

Рис.1

Параметры схемы шасси определяются главным образом из условий обеспечения потребного посадочного угла атаки, исключения возможности капотирования или опрокидывания самолета и обеспечения устойчивости и управляемости при разбеге.

Шасси с хвостовой опорой

При компоновке шасси с хвостовой опорой необходимо правильно выбрать положение колес основных опор относительно центра масс самолета, высоту шасси Н и колею В (рис.2).

Рис.2

Вынос колес основных опор вперед от центра масс самолета определяется из условий исключения капотирования. При посадке самолета из-за возникающих сил трения (Т) колес о землю, вследствие их торможения (то есть появления инерционных сил), создаётся относительно центра масс опрокидывающий момент: при посадке самолета на три точки М_опр = Т у, а в случае скоростной посадки на основные опоры М_опр = Т₁ у₁. Капот будет невозможен, если восстанавливающий момент, равный при посадке на три точки М_восст = Q х и при скоростной посадке М_восст = Q₁х₁, будет больше опрокидывающего М_восст  М_опр. (Q-масса самолёта при посадке).

Вынос колес основных опор характеризуется противокапотажным углом  – углом между перпендикуляром

к поверхности земли при положении самолета в линии полета и линией, проходящей через центр масс самолета и точку опрокидывания (точка касания колеса о землю при тормозных колесах и ось колеса при нетормозных). При определении угла  необходимо брать самое переднее положение центра масс самолета, возможное при посадке.

Обычно угол выноса определяется из условия: где – коэффициент трения. – угол выноса это угол между линией, проходящей через центр масс самолета и точку касания колес о землю, и перпендикуляром к поверхности земли при стоянке самолета на трех точках.

Величина коэффициента трения зависит от покрытия аэродрома и типа колес (тормозные или нетормозные)

и находится в пределах = 0,1...0,6. Если = 0,6, то = 31°. Обычно у самолетов = 27...31°.

Противокапотажный угол приближенно будет равен: ,

где – стояночный угол – угол между осью фюзеляжа и поверхностью земли при стоянке самолета.

Высота шасси Н – расстояние между точкой крепления основной опоры и землей при положении самолета в линию полета – должна обеспечить получение максимального посадочного угла атаки

где – угол заклинения крыла – угол между хордой крыла и осью фюзеляжа.

Высота шасси, кроме того, должна обеспечить при полном обжатии пневматиков и амортизаторов определенное расстояние от самой нижней точки самолета до поверхности земли. Величина этого расстояния зависит от типа аэродрома, на котором предполагается осуществлять взлет и посадку самолета, и составляет = 150...200 мм.

Колея шасси В – расстояние при виде спереди между центрами площадей контактов с землей колес основных опор – берется обычно в пределах В = (0,18...0,3)l, где l – размах крыла.

Малая колея увеличивает опасность опрокидывания самолета на крыло в случае взлета и посадки при боковом ветре и затрудняет рулежку с применением тормозов. Большая колея затрудняет прямолинейное движение самолета при передних ударах в колеса одной из основных опор или при разном торможении колес на опорах. Поэтому для самолетов, взлет и посадка которых осуществляется на грунтовых аэродромах, колея делается меньшей, чем у самолетов, базирующихся на аэродромах с твердым покрытием.