минимум массы конструкции при заданной прочности, жесткости и долговечности,
минимум аэродинамического сопротивления как в выпущенном, так и в убранном положении,
высокая технологичность конструкции,
хорошие эксплуатационные качества.
3.1. Компоновочные схемы шасси
На современных сухопутных самолетах наибольшее распространение получили следующие схемы шасси:
трехопорная схема с хвостовой опорой
трехопорная схема с передней опорой
двухопорная или велосипедная схема с вспомогательными подкрыльевыми опорами
многоопорное шасси
Каждая схема характеризуется параметрами, определяющими положение опор относительно центра масс самолета.
3.1.1. Шасси с хвостовой опорой
Две основные опоры находятся впереди центра масс самолета. На них приходится до 90 % силы тяжести самолета на стоянке. Третья опора - в хвостовой части самолета. Эта опора для обеспечения разворота самолета обычно делается свободно ориентирующейся.
Схема характеризуется следующими параметрами:
- угол выноса главных опор шасси; - противокапотажный угол; - стояночный угол; H - высота шасси; B - колея шасси.
Значения этих параметров связаны с посадочным пос и установочным уст углами крыла.
Основное преимущество этой схемы заключается в том, что за счет короткой и легкой хвостовой опоры общая масса шасси получается наименьшей по сравнению с другими схемами. Посадка самолета с такой схемой шасси выполняется на пос при одновременном касании земли всеми колесами - посадка на три точки. Разбег самолета при взлете производится на разб, который меньше посадочного угла. Для этого летчик с помощью руля высоты отрывает хвостовое колесо от земли и удерживает его в таком положении до окончания разбега. Вполне очевидно, что и взлет, и посадка на таком самолете достаточно сложны и требуют тщательной отработки в процессе летной подготовки пилотов. Помимо этого схема с хвостовой опорой имеет и другие весьма серьезные недостатки:
плохая путевая устойчивость из-за расположения главных опор впереди центра масс самолета, улучшить ее можно фиксацией хвостового колеса на разбеге и пробеге;
склонность к капотированию самолета при резком торможении или зарывании главных опор в мягкий грунт;
посадка на повышенной скорости на две главные опоры обычно приводит к "козлению" - подскоку с резким повторным ударом о землю, что может привести к поломкам шасси или капотированию самолета.
Условие исключения капотирования: tg > f, где f - коэффициент трения колес по грунту принимается равным 0,85.
Перечисленные недостатки резко ограничивают область применения данной схемы шасси. В настоящее время ее применение оправдано лишь на легких тихоходных самолетах с невысокой посадочной скоростью.
3.1.2. Шасси с передней опорой
Две основных опоры такого шасси располагаются за центром масс самолета, а третья опора устанавливается в носовой части фюзеляжа. Эта опора для обеспечения управляемости самолета на земле делается или свободно ориентирующейся, или снабжается принудительной системой разворота передних колес.
Схема характеризуется следующими параметрами:
b - база шасси; B - колея шасси; H - высота шасси; e - вынос главных опор; - угол выноса главных опор; о - угол опрокидывания; ст - стояночный угол.
Эти параметры связаны с посадочным углом пос , установочным углом уст и углом на разбеге разб крыла.
Разбег самолета с данной схемой шасси выполняется в трехточечном положении при:
разб = ст + уст.
В конце разбега отклонением руля высоты летчик отрывает переднюю опору, а затем происходит и отрыв от земли основных опор. Посадка самолета происходит на основные опоры с улом атаки крыла
пос = о + уст. + ст
с последующим переваливанием на переднюю опору. Условие переваливания обеспечивается углом выноса = о + (1 - 2)о. Это условие дает величину относительного выноса e/b = 0,1 - 0,15, который показывает долю нагрузки от полной силы тяжести, приходящейся на переднюю опору при стоянке. Отсутствие опрокидывания вбок обеспечивается углом , равным (40 - 45)о, что соответствует относительной колее B/b = 0,7 - 1,2. Схема шасси с передней опорой дает следующие важные преимущества:
более простая техника пилотирования на взлете, посадке и пробеге;
устойчивость движения на разбеге и пробеге, которая обеспечивается приложением сил трения колес главных опор за центром масс самолета;
улучшенный обзор из кабины при движении по земле;
простота маневрирования при использовании системы поворота передних колес;
более интенсивное торможение на пробеге и возможность скоростной посадки, что обеспечивается исключением опасности капотирования самолета;
близкое к горизонтальному положение пола пассажирских и грузовых кабин, а так же осей двигателей, что исключает обдув ВВП горячими газами ТРД.
К недостаткам схемы следует отнести большую за счет более длинной передней опоры массу шасси и возможность возникновения автоколебаний передней опоры типа "шимми". Для гашения этих колебаний передняя опора снабжается гидравлическими демпферами - гасителями колебаний передних колес.