Механизм триммерного эффекта предназначен для снятия дав ления с ручки пилота при продолжительном действии на ее нагруз ки. Достигается это путем перемещения в нужную сторону ци линдра пружин, между которыми находится поршень тяги, идущий к дифференциальной качалке. .
На фиг. 5.8 изображен смешанный газовогндравлический сило вой привод к рулевым поверхностям беспилотного КЛА разового действия. Газ, находящийся под большим давлением в цилиндре, обеспечивает необходимый запас энергии для .приведения в движе ние рулевых поверхностей с помощью гидросиловых цилиндров. По следние обеспечивают необходимую точность срабатывания, что не имело бы место ири воздушных силовых цилиндрах.
ГЛАВА VI
ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫЕ ОРГАНЫ (ШАССИ) И СТАРТОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Шасси обеспечивают стоянку и перемещение самолета по земле при рулежке, взлете и посадке.
Стартовые устройства служат для запуска реактивных снарядов и ракет всех типов, а иногда применяются для осуществления точеч ного взлета пилотируемых самолетов.
§6.1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШАССИ
Кшасси предъявляются следующие требования:
—обеспечение устойчивости и управляемости самолета при движении по земле и при стояшее;
—поглощение и частичное рассеивание (в виде тепла) живой силы ударов при посадке и движении самолета по неровной по верхности;
—весьма желательно, чтобы шасси обеспечили хорошую про ходимость самолета по мягкому грунту, наименьшую длину дистан
ции разбега и пробега;
— шасси должно допускать возможность буксировки оамолета по земле средствами наземного транспорта;
■— шасси должно быть таким, чтобы были обеспечены наиболь шие удобства выполнения погрузочно-разгрузочных работ;
— время уборки и выпуска шасси скоростных самолетов неболь ших размеров не должно превышать 5—10 сек., а у больших само летов — 15—20 сек.;
— в выпущенном и убранном положениях шасси должно иметь надежные замки и сигнализацию;
—уборка и выпуск шасси' -не должны значительно изменять ’по ложения центра тяжести самолета.
Кроме того, шасси должны' удовлетворять общим требованиям, предъявляемым ко всем частям летательных аппаратов, а именно: минимальный' вес при заданной прочности и жесткости (а также поглощаемой работе); минимальное аэродинамическое сопротивле ние, технологичность, живучесть, долговечность, надежность, про стота технического обслуживания и ремонта.
§ 6 .2 . О С Н О В Н Ы Е Т И П Ы Ш А С С И И И Х Х А Р А К Т Е Р Н Ы Е С В О
В современной авиации применяются шасси различных типов с еще большим разнообразием конструктивных решений. Объяс няется это как многочисленностью требований, предъявляемых к шасси, так и большой -зависимостью шасси от назначения и кон струкции летательного аппарата.
Шасси .можно подразделить на две основные группы: на неубирающееся и убирающееся.
Неубирающееся шасси применяется на летательных аппаратах с небольшой скоростью полета, не превышающей 200—250 км/час, например у самолетов первоначального обучения, сельскохозяй ственных, связных и у большинства вертолетов.
Наиболее распространенной схемой неубирающегося шасси яв ляется шасси пирамидального типа, обеспечивающее наименьший ■вес при -заданной прочности, .простоту изготовления и технического обслуживания (фиг. 6.1). Однако при больших скоростях полета аэродинамическое сопротивление подобного шасси получается зна чительным, и становится выгодным применение шасси консольного типа с обтекателями (фиг. 6.2), несмотря на его больший -вес и большую сложность изготовления и технического обслуживания.
При скоростях полета свыше 300—350 км/час, как правило, осу ществляется шасси, убирающееся в крылья, фюзеляж, .дви-штель-
ные или специальные гондолы самолетов (фиг. 6.3). Диктуется это необходимостью дальнейшего снижения аэродинамического сопро тивления.
В целях уменьшения веса шасси, мощности силового привода и
ударов в конце хода выпуска |
выгодно уборку шасси |
производить |
по полету, а выпуск — против |
направления полета |
(фиг. 6.3, а). |
В этом случае набегающий поток' воздуха помогает уборке шасси, тем самым уменьшая потребную мощность силового привода. При выпуске тот же набегающий поток воздуха подтормаживает движе ние выпускаемого шасси, у которого силы веса и силового привода действуют в одном направлении. Однако по условиям компоновки самолета или из желания упростить и увеличить безотказность ава рийного выпуска шасси иногда осуществляют выпуск шасси в на правлении' полета. В этом случае силы веса шасси и набегающий поток воздуха.действуют в одном направлении и шасси лепко выпу скается без аварийного силового привода. В целях же избежания ударной нагрузки в конце хода выпуска шасси устанавливают амортизирующее устройство — демпфер.
Уборка шасси вдоль размаха крыльев, как правило, приводит к большим нарушениям силовой схемы самолета, а следовательно, и к существенному увеличению веса его конструкции, но зато мень ше изменяет центровку самолета, чем при уборке шасси вдоль про дольной оси самолета. У скоростных самолетов с тонкими крыльями основное шасси приходится убирать либо в специальные гондолы, расположенные на крыле, либо так размещать шасси, крыло и фю зеляж, чтобы в убранном положении колеса шасси находились бы в фюзеляже (фиг. 6.3, б).
Очевидно, что как по конструкции, так и по техническому обслу живанию убирающиеся шасси являются наиболее сложными, а сле довательно, дорогими и менее надежными в эксплуатации. Кроме того, вес убирающегося шасси больше, чем у неубирающегося.
§ 6.3. О С Н О В Н Ы Е М Е Р О П Р И Я Т И Я П О О Б Е С П Е Ч Е Н И Ю У С Т О Й
Д В И Ж Е Н И Я Л Е Т А Т Е Л Ь Н Ы Х А П П А Р А Т О В П О З Е М Л Е
Обеспечение устойчивости летательных аппаратов при стоянке и 'в движении по земле достигается соответствующим размещением колес шасси относительно центра тяжести самолета. При этом раз личают два основных типа шасси, а именно: шасси с хвостовьш’ колесом и шасси с носовой колесной установкой.
При ш а с с и с х в о с т о в ы м к о л е с о м (или костылем) глав ные колеса размещаются впереди центра тяжести самолета с уг
|
|
|
|
лом выноса колес |
в пределах 14—18° (фиг. 6.4,а). Этот вынос |
колес вперед |
необходим в целях предупреждения |
опрокидыва |
ния самолета |
через его нос при торможении колес. |
возрастает |
Однако при увеличении выноса основных колес |
опасность самопроизвольных разворотов самолета вокруг верти кальной оси, так как при этом силы трения основных колес
о землю F создают момент М = 2Fa в сторону начавшегося раз ворота, увеличивая угол ф (фиг. 6.4,б,в) .' Таким образом, в дан ном случае Силы трения основных колес являются дестабилизи рующими, а силы трения хвостового колеса — стабилизирую щими. Поэтому рекомендуется (в целях большей безопасности) при разбеге и пробеге стопорить ориентирующиеся вилки хво стовых колес, а для улучшения маневренности расстопаривать
их лишь при рулежке.
Самолеты с хвостовым колесом имеют еще один крупный экс плуатационный 'Недостаток, а именно: летчик должен осуществлять
посадку самолета на минимальной скорости, с опущенным хвостом, так чтобы основные и хвостовые колеса одновременно касались бы поверхности посадочной полосы. В противном случае, т. е. при по садке на большой скорости с поднятым хвостом, при касании земли основными колесами возникает момент относительно оси вращения колес М = GI, приводящий к увеличению угла атаки крыла (фиг. 6.4, а) . В результате при скорости полета, большей мини мальной, подъемная сила крыльев становится больше веса самоле та и он взмывает иногда на несколько десятков метров вверх (как говорят, делает «козла») с последующим сваливанием на крыло или даже входом в штопор. Эти отрицательные свойства самолетов с хвостовыми колесами становятся особенно опасными при больших скоростях движения самолетов по земле, что свойственно всем ско ростным самолетам.
У скоростных самолетов, как правило, осуществляют шасси с носовыми колесами (фиг. 6.5, а), несмотря на то, что этот тип шас си сложнее по конструкции, дороже в производстве и эксплуатации по сравнению с шасси с хвостовым колесом.
Ш а с с и о н о с о в ы м к о л е с о м . Основными эксплуатаци
онными достоинствами самолетов, имеющих шасси с носовыми ко лесами, являются:
—возможность более интенсивного торможения при движении по земле, не боясь опрокидывания самолета на нос;
—.меньшая склонность самолетов к самопроизвольным разво ротам, так как силы трения основных колес, размещенных позади
центра тяжести самолета, при начавшемся развороте создают мо мент М = 2Fa, стремящийся развернуть самолёт в обратном «а правлении (фиг. 6.5, б) . При этом силы трения носового колеса (ко лес), размещенного впереди центра тяжести самолета, создают де стабилизирующие моменты. Для уменьшения этих моментов носо вые колеса осуществляют свободноориентирующимися," что также необходимо дЛя обеспечения маневренности самолетов во время рулежки;
— самолеты с носовыми колесными установками и правильно подобранными .амортизаторами допускают скоростную .посадку с поднятым хвостом без явлений «козла». Объясняется это тем, что при касании поверхности земли основными колесами создается мо мент сил (фиг. 6.5, о), действующий в сторону уменьшения угла атаки, и подъемная сила крыла уменьшается;
— при шасси с носовым колесом продольная ось самолета при его движении по земле примерно параллельна ей, что обеспечи-
вает лучший обзор , из кабины экипажа. Кроме того, упрощаются подреска -бомб и загрузка самолетов грузами, так как пол горизон тален. Наконец, выхлопные газы реактивных двигателей не портят поверхность взлетно-посадочных полос, так как они направлены параллельно поверхности ВПП, а не под утлом, как это имеет, ме сто у самолетов с хвостовым колесом.
Этими существенными преимуществами объясняется широкое распространение в современной авиации шасси с носовыми колес ными установками.
Основным недостатком носовой установки шасси со свободно ориентирующимися колесами и упругими пневматиками является то, что она склонна к самовозбуждающимся боковым колебаниям ориентирующейся вилки. Эти самовозбуждающиеся колебания, на зываемые иногда «шимми», возникают в определенном диапазоне скоростей движения самолета по земле. Они могут привести к пол ному .разрушению самолета, поскольку поломка носовой стойки при большой скорости движения неизбежно приводит к сильному удару носовой части фюзеляжа о землю с соответствующими послед ствиями.
Для ликвидации явления «шимми» в конструкцию шасси вводят специальные демпфирующие устройства, получившие название «гасителей колебаний -носовых колес» или «демпферов шимми».
Очевидно, что подобные устройства усложняют и удорожают конструкцию самолетного шасси и его эксплуатацию.
Кроме того, габаритная высота самолета, имеющего шасси с носовым колесом, больше, чем у аналогичного самолета, но имею щего шасси с хвостовым колесом. Это обстоятельство имеет значе ние' у палубных самолет ов, которые базируются на авианосцах, имеющих ограниченную высоту судовых ангаров.
Ш а с с и в е л о с и п е д н о г о т ипа . У скоростных бомбарди ровщиков возникают большие трудности в осуществлении убираю щегося шасси. Последние зачастую нельзя убрать в крыло ввиду его небольшой толщины. Двигательные гондолы полностью заняты самими двигателями и его всасывающими и выхлопными система ми. Уборка же обычного основного шасси в фюзеляж невозможна, так как возможное местоуборки шасси в фюзеляж вблизи центра тяжести самолета уже занято бомбовым отсеком.'
Выходом из данного положения является осуществление шасси велосипедного типа, у которого основные колеса размещены в пло скости симметрии самолета по оси фюзеляжи спереди и сзади бом бового люка (фиг. 6.6). Для того чтобы самолет не опрокидывался на правое или левое крыло, под последними устанавливают допол нительные поддерживающие колесные установки.
Шасси подобного типа имеют следующие достоинства:
—на шасси могут быть установлены колёса' большого диаметра
иширины с малым давлением внутри п-невматиков,. что обеспечи вает хорошую проходимость самолета по мягкому грунту;
—самолет с подобным шасси не капотирует и допустимо интен сивное торможение как задних, так и передних основных колес;
—не нарушаются силовые элементы крыла, так как опорные подкрыльные колеса имеют небольшие размеры (ввиду незначи тельной нагрузки на них) и могут' быть убраны в части крыльев, не работающих на прочность (впереди, позади или по концам си лового кессона крыла).
Велосипедное шасси имеет, однако, следующие существенные недостатки:
— для обеспечения маневренности при 'Движении по земле но совую колесную установку необходимо делать управляемой, что усложняет и удорожает как производство, так и техническое обслу живание самолета и его ремонт; *
—так как заднее шасси обычно размещается на значительном расстоянии от центра тяжести самолета, то взлет и посадка его должны происходить при одновременном отрыве или касании колес поверхности взлетной дорожки, что несколько усложняет технику пилотирования. В противном случае, т. е. при поднятых передних колесах, на последние при посадке будут действовать чрезмерно большие нагрузки ударного характера. При взлете же момент аэро динамических сил рулей высоты относительно оси вращения задних колес является недостаточным для отрыва носовых колес;
—для уменьшения пробега самолета стойка заднего шасси должна иметь изменяющуюся длину, чтобы при посадке самолета можно было уменьшать ее высоту для увеличения посадочного угла атаки крыла, а при взлете для отрыва на взлетном угле атаки длину задней стойки необходимо увеличить. Очевидно, что эти конструк тивные мероприятия усложняют шасси самолета (удорожается производство и затрудняется техническое обслуживание, снижается надежность и живучесть).
Несмотря на отмеченные недостатки, шасси велосипедного типа получило сравнительно большое .распространение в авиации .благо даря возможности достижения требуемой проходимости по земле самолетов большого тоннажа.
§ 6.4. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО
УЛУЧШЕНИЮ ПРОХОДИМОСТИ САМОЛЕТОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ
ПО ЗЕМЛЕ
Все конструктивные 'Мероприятия, направленные на повышение максимальной скорости полета (применение тонких профилей крыльев, их стреловидность, уменьшение удлинения и т. д.), неиз- 'бежно приводят к ухудшению взлетно-посадочных данных само летов и их проходимости по земле. Для взлета и посадки большин ства современных боевых самолетов требуются взлетно-посадоч ные полосы (ВПП) 'большой длины с искусственным (бетонным) покрытием.
Подобные ВПП с помощью атомного оружия легко могут быть выведены из строя на долгий срок. Таким образом, улучшение про ходимости самолетов по земле и возможность осуществления взле та и посадки с грунтовых аэродромов приобретают весьма большое значение. Для этого необходимо, чтобы со стороны колес давление на грунт не превышало 3,5—4,5 кг/см?. Очевидно, что давление внутри пневматвков колес должно быть примерно таким же. Одна ко значительный вес современных самолетов требует установки ко лес большой грузоподъемности, а следовательно, большого веса и размеров, что не позволяет подобные колеса убрать в тонкие крылья сверхзвуковых самолетов. Поэтому в тех случаях, когда от самолета требуется повышенная проходимость по земле, уборка шасси осуществляется в фюзеляж (фиг. 6.3) или в специальные гондолы на крыле, служащие только для уборки шасси, что, од нако, приводит к увеличению аэродинамического сопротивления са молета.
В целях снижения веса и размеров колес и рассредоточения давления на грунт в современном самолетостроении широко приме няются многоколесные шасси (фиг. 6.7). Как показала практика, подобные шасси имеют следующие достоинства:
— при равной грузоподъемности вес многоколесного шасси при мерно на 20% меньше трехколесного;
— лобовая площадь стойки шасси с многоколесной тележкой примерно на 40% меньше, чем у стойки с одним колесом;
—- примерно в два раза уменьшается потребная толщина искус ственного покрытия взлетно-посадочных полос, предназначенных для тяжелых самолетов;
— уменьшается длина тормозного пробега самолетов, так как при малых диаметрах колес улучшается отвод тепла от тормозов, что позволяет производить более интенсивное торможение без чрез мерного нагрева тормозов колес;
—, меньший износ .пневматиков вследствие меньших инерцион ных усилий при раскрутке колес в момент их касания земли;
— повышение безопасности при проколах пневматика. К недостаткам многоколесного шасси.следует отнести:
—снижение маневренности самолета на земле (при тандемном расположении колес), поэтому для улучшения маневренности тре буются управляемые носовые колесные установки;
—возникают трудности в обеспечении равномерной нагрузки на колеса как при движении по неровной поверхности аэродро
ма, так и в процессе торможения, при котором момент сил тре
ния колес о грунт M = 2 F h догружает передние колеса тележки
М
шасси силой ДN = — (фиг. 6.7). В целях разгрузки передних ко
лес применяются стержневые механизмы, разгружающие тележку
шасси от тормозных моментов колес, передавая |
их на стойку; |
— конструкция |
многоколесного шасси |
получается сложной. |
В частности, для |
уменьшения потребных |
габаритов |
мест уборки |
шасси зачастую устраивают дополнительный кинематический меха низм, поворачивающий тележку шасси, при ее уборке, примерно
на 90°;
— многоколесная стожа шасси значительно дороже одноколес ной и сложнее в техническом обслуживании.
Все другие способы улучшения проходимости самолетов при движении по земле, например гусеничное шасси, лыжно-колесное шасси, не вышли-из стадий эксперимента.
