книги из ГПНТБ / Конструкция летательных аппаратов учебник

•представляет собой балку на двух опорах, в плоскости подкоса, а в плоскости, перпендикулярной ей, — консольную балку. Си­ лы, действующие на колеса (лыжу) со стороны грунта, вызы­ вают в сечениях стойки изгибающие и крутящие моменты, а также поперечные и нормальную силы. Характерный вид эпюр Q и М рассматриваемой схемы телескопической стойки пока­ зан на фиг. 12.2. Как правило, для цилиндра расчетным сече­ нием является верхнее (вблизи узла А), а для штока — в рай­ оне нижней буксы.

Отметим ряд характерных особенностей нагружения и ра­ боты силовой схемы стойки.

На нижней опоре стойки возникает реакция только в на­ правлении оси подкоса;

—смещение крепления подкоса от оси стойки вызывает по­ явление скачка на эпюре моментов;

—действующая на шток осевая сила Р ,м передается в ос­ новном на днище цилиндра через давление воздуха;

—при инженерных расчетах можно не учитывать нормаль­

ные напряжения, возникающие в стенках штока и цилиндра от внутреннего давления и нормальной силы (так как они неве­ лики по сравнению с аизг), а снижать на 10—15°/о значения напряжений зд0п;

— при расчете на прочность стойки шасси наиболее целесо­ образно использовать третью теорию прочности.

Если стойка длинная, то в весовом и жесткостном отноше­ ниях оказывается выгодным делать ее большого диаметра со сравнительно небольшим начальным давлением зарядки воз­ духа.

На подавляющем большинстве стоек Жкр со штока на ци­ линдр передается при помощи траверсы (фиг. 12.3). Конструк­

280

тивно соединение звеньев траверсы делается так, что практи­ чески способно передавать только силу R. Рассечем мысленно траверсу и шток плоскостью, перпендикулярной оси стойки. Из условия равновесия нижней отсеченной части штока видно,

что в сечении штока могут действовать только касательные на­ пряжения т, дающие в сумме силу Q, равную, но противопо­ ложно направленную силе R. Величина силы R определяется из условия равновесия:

М кр= RL

Зная силы R и Q, легко определить нагружение отдельных элементов стойки.

281

274. На фиг. 12.4 показана другая силовая схема телеско­ пической стойки, распространенная в тех случаях, когда раз­ несены силовые элементы планера, к которым крепится стойка. Постановка боковых подкосов уменьшает вес стойки и увели­ чивает ее жесткость в плоскости yOz. Подкосы обычно делают из стальных труб, а верхнюю траверсу — в виде горизонталь­ но расположенного дюралюминиевого двутавра, что обеспечи­ вает большую жесткость верхней опоры стойки в направлении оси х. Расчеты показывают, что при такой схеме верхняя тра­ верса почти не воспринимает вертикальную силу, действующую на стойку (ввиду ее малой жесткости в направлении оси у по сравнению с жесткостью подкосов). На фиг. 12.4 показана так­ же приближенная расчетная схема такой стойки.

275. Для фиксации колеса в нейтральном положении само ориентирующейся неуправляемой стойки при уборке стойки применяется большей частью кулачковый механизм, размещае­ мый внутри амортизатора (фиг. 12.5). Такая стойка становит­

фиг. 12.6,6). Помимо изгибающего момента в плоскости рыча­ га и перпендикулярной плоскости, рычаг нагружен также зна­ чительным крутящим моментом, что заставляет делать его замкнутого профиля. Силовая стойка нагружается моментами по всем трем осям, поэтому большей частью делается в виде трубы. Наиболее нагруженным на изгиб является участок си­ ловой стойки выше узла крепления амортизатора (см. фиг. 12.6,а).

2 8 2

Узел крепления рычага к силовой стойке, помимо силы, нагру­ жен также моментом М А. Для уменьшения поперечных размеров этого узла необходимо фиксировать внутреннюю проушину от

проворачивания относительно оси. Амортизатор в рассматриваемой

схеме стойки рассчитывается на проч­ ность на разрыв от внутреннего дав­

Схема стойки с внутренним амортизатором дает возмож­ ность уменьшить указанные недостатки. Наиболее широко дан­ ная схема применяется на передних самоориентирующихся стой­ ках и на основных стойках, получающихся по условиям компо­ новки большой длины. Можно выделить две характерные раз­ новидности таких стоек:

—стойки с кронштейном и промежуточным звеном между рычагом и штоком амортизатора (фиг. 12.8);

—стойки с передним промежуточным звеном между рыча­ гом и силовой стойкой (фиг. 12.9).

В рассматриваемых схемах стоек амортизатор не разгружен от действия силы, перпендикулярной оси амортизатора, но со­ ответствующим подбором длины и наклона промежуточного звена можно уменьшить поперечную нагрузку N на шток амор­ тизатора, уменьшить его изгиб по сравнению с телескопической стойкой при наиболее вероятных направлениях действия си­ лы Р к.

284

277. При движении самолета по аэродрому, особенно с грун­ товой ВПП, стойки шасси подвергаются многократным нагру­ жениям различной интенсивности. Поэтому при их конструи­ ровании, расчете, а также при эксплуатации должно быть уде­

г

Фиг. 12.8 Ф и г. 12.9

лено особое внимание вопросам прочности при повторных на­ грузках. Материал для стоек шасси выбирается с хорошими усталостными характеристиками. С учетом прочности при по­ вторных нагрузках выбираются допустимые напряжения смя­

вия наибольших нагрузок, не должны иметь резких изменений поперечного сечения, вызывающих концентрацию напряжений. Также нежелательно иметь в этих зонах сварных соединений.

В эксплуатации необходимо внимательно следить за затяж­ кой соответствующих болтов, величиной зазоров в соединениях и отсутствием забоев и рисок на поверхностях деталей, где действуют большие напряжения, особенно знакопеременные.

§12.3. МНОГОКОЛЕСНЫЕ И МНОГОСТОЕЧНЫЕ ОПОРЫ ШАССИ

278.На тяжелых самолетах на каждую опору шасси дей­ ствуют столь значительные нагрузки, что для их воспринятая

приходится устанавливать на каждой опоре большое число ко­ лес.

285

Увеличение числа колес за счет уменьшения их диаметра в ряде случаев оказывается выгодным с точки зрения уменьше­ ния веса и габаритов шасси (см. гл. 10, § 1) и уменьшения со­ средоточенной нагрузки на плиты ВПП. На некоторых тяже­ лых самолетах число колес на одной опоре доходит до 12—16. Колеса могут устанавливаться на одной или на нескольких стойках по нескольку колес в ряд или в несколько рядов друг

за другом (фиг. 12.10). Раз­ мещение колес определяется в основном удобством крепле­ ния и уборки шасси, обеспече­ нием необходимой ширины ко­ леи и допустимыми нагрузка­ ми на плиты ВПП.

При многоколесных опорах возникает ряд проблем, глав­ ными из которых являются:

— обеспечение равномерно­ сти нагружения колес на од­ ной опоре шасси как при по­ садке самолета, так и при дви­ жении его по ВПП, в том чис­ ле и при наличии на ней не­ ровностей;

—обеспечение равномерности нагружения колес при тор­ можении;

—уменьшение динамических нагружений колес.

В момент касания колесами ВПП угол атаки самолета мо­ жет значительно отличаться от угла атаки при стоянке, кроме того, может иметься угол крена.

Если колеса (стойки) при выпущенном шасси жестко за­ фиксированы относительно самолета в таком положении, что при стоянке самолета (без крена) обжатия всех колес (стоек) одной опоры одинаковы, то при посадке самолета в момент ка­

тяжелых самолетов, имеющих по 3—4 ряда колес на основной

286

За время гашения вертикальной скорости (за время обжа­ тия амортизации) угол атаки или угол крена самолета прак­ тически не успевают заметно измениться. Поэтому при указан­

садке весь удар восприни­ мается только частью колес (стоек), в то время как дру­ гие вообще не работают.

При движении по неров­ ностям грунта обжатие ко­ леса, переходящего через неровность, будет увеличи­

тельно, оно будет перегру­ жаться по сравнению с дру­ гими колесами.

Для обеспечения равно­ мерности нагружения рядов колес (стоек) на одной опо­ ре необходимо, чтобы на­ чальное положение колес

не фиксировалось жестко относительно планера самолета. Ряды колес должны иметь («ряд— I) степеней свободы, где яряд — число рядов колес на данной опоре. Аналогично и система креп­ ления колес в каждом ряду должна представлять собой меха­ низм с (якол— 1) степенями свободы, где пкол — число колес в ряду. При этих условиях опора не может воспринимать нагрузку со стороны грунта до тех пор, пока все колеса не коснутся грунта.

Рассмотрим в качестве примера широко распространенные на самолетах стойки шасси с двумя рядами колес. Наиболее простой конструкцией является телескопическая стойка с четы­ рехколесной тележкой (фиг. 12.12). Необходимая степень сво­ боды получается за счет шарнирного крепления тележки к амортизационной стойке. Для фиксации тележки в определен­ ном положении относительно стойки при уборке шасси и в вы­ пущенном положении перед посадкой на тележке устанавли­ вается стабилизирующий цилиндр, представляющий собой двух­ сторонний воздушный амортизатор с относительно малой жест­ костью.

Тележка фиксируется относительно стойки в положении, среднем между посадочным и стояночным. В этом случае при посадке самолета вначале касаются ВПП задние колеса, а за­ тем уже передние.

Основным недостатком рассматриваемой четырехколесной

287

тележки является большое динамическое догружение передней пары колес при ударе в момент посадки и возникновение ко­ лебаний тележки относительно оси крепления.

Оценим приближенно догружение передних колес тележки при посадке самолета в случае, когда они касаются ВПП пос­ ле отскока задних колес. Сила, действующая на задние колеса 2Рк — 2Спн 8, вызывает угловое ускорение тележки

s- 8"si"(V

где 4 т — суммарная масса колес на тележке.

288