Глава 6. Конструкция и работа шасси

Шасси - это совокупность опор, обеспечивающих:

• стоянку и передвижение самолета (вертолета) на аэродроме;

• амортизацию ударных нагрузок;

• торможение;

• маневрирование;

• минимальное сопротивление в полете.

Шасси большинства современных ВС ГА трехопорной схемы: одна передняя oпopа и две основные (рисунок 6.1). Расположение опор определяет устойчивость самолета на аэродроме, безопасность на взлете и посадке.

На современных пассажирских широкофюзеляжных самолетах Ил-86, В-747, DC-10 шасси многоопорное с одной передней опорой, с тремя основными опорами, а для В-747 с четырьмя основными опорами.

Опоры современных ВС ГА представляют собой ферменное, ферменно-балочное или балочное сооружение с непосредственной или рычажной подвеской колес.

1. Свойства самолета, определяемые расположением опор

Продольная устойчивость самолета на стоянке обеспечивается передним расположением ЦМ относительно основных опор, что характеризуется плечом а, величиной угла выноса основных опор самолета λ(λ≥12^o) и углом опрокидывания θ(θ≈12°); λ >0 (рисунок 6.2).

Поперечная устойчивость самолета на взлете-посадке определяется углом бокового выноса основных опор ψ (ψ > 30⁰) и колеей шасси В — колеблется от 4,5 (Як- 40) до 11,4 м (Ту-154). Самолеты А.Н. Туполева, имеющие наименьший предельный угол крена (Ту-154) ε =15°, обладают наибольшей поперечной устойчивостью. Это предотвращает касание концевыми частями низкорасположенного крыла с обратным поперечным «V» покрытия аэродрома.

Рисунок 6.1 – Передняя опора шасси самолета Ту-134: 1 – шток стойки

шасси; 2,3 – поводок и гидропривод поворота колес; 4 – дроссель- демп-

фер самоколебаний колес; 5 – цилиндр стойки шасси; 6, 10 – карданный

вал и устройство системы управления поворотом колес; 7 – боковой рас-

кос;8, 9 – траверса с цапфой; 11, 12 – гидропривод подъема и выпуска

опоры; 13, 14 – цилиндр замка и замок убранного положения опоры; 15,

18 – верхнее и нижнее звенья заднего подкоса; 16 – цапфа управления

створок; 17 – механизм распора; 19 – серьга убранного положения опо-

ры; 20 – шлиц шарнир.

Рисунок 6.2 - Параметры, характеризующие расположение шасси на самолете

Рисунок 6.3 - Нагрузки, действующие на самолет при посадке.

Путевая устойчивость при посадке самолета со сносом (рисунок 6.3) обеспечивается парой сил, составляющими которой являются:

- сила инерции массы самолета, приложенная в ЦМ;

- суммарная сила торможения 2∙Р_x колес основных опор.

Эта пара сил на плече создает восстанавливающий момент М_у=2∙Р_х с, разворачивающий самолет в положение, при котором продольная ось самолета совпадает с направлением движения (с осью ВВП). Продольная управляемость самолета на разбеге определяется возможностью выхода на оптимальный угол атаки крыла α_разб.: α_разб.≥ α_уст.+φ,

где α_уст. — угол установки крыла (порядка 3°);

φ - стояночный угол (около 0°) и обеспечивается углом

опрокидывания θ.

Продольная управляемость самолета на посадке определяется возможностью вывода самолета на оптимальный угол атаки крыла α_пос.. Маневренность самолета определяется расположением опор и разворотом колес передней опоры. Минимальный радиус R разворота самолета (вертолета) ограничивается углом разворота колес передней опоры (35-65°) и допустимым крутящим моментом, при котором не происходит срыва авиашин и разрушения шлиц-шарниров основных опор самолета. Передний «капот» самолета предотвращает передняя опора, которая воспринимает большие нагрузки при интенсивном торможении на пробеге, однако в режиме самоориентирования на большой скорости движения она подвержена самоколебаниям «шимми». «Шимми»- явление самоколебания колес передней опоры в результате бокового удара относительно оси стойки.

Опасное «козление» самолета при грубой посадке предотвращается расположением основных опор сзади ЦМ. Вертикальный удар сопровождается появлением массовой силы самолета mgn_пос. и силы реакции Р_уш основных опор самолета, которые на плече а создают демпфирующий момент

М = Р_уш ∙а, уменьшающий угол атаки крыла и взмывание самолета.

2. Эксплуатация шасси

Шасси является ответственным устройством, обеспечивающим безопасность в сложных режимах взлета и посадки. Ошибочные действия экипажа в управлении функциональными системами самолета в этих режимах предотвращаются соответствующими блокировками:

с положением шасси автоматически блокируется включение взлетно-посадочного и полетного загружателей руля высоты, перевод РУД в положение «Малый газ»;

с обжатием опор - выпуск интерцепторов в режиме гашения подъемной силы крыла, включение - выключение систем разворота колес передней опоры, уборки шасси, сигнализации обледенения (Ил-76Т, Ил-86). Блокировки обеспечивают полуавтоматическое управление механизмами амортизации ударных нагрузок торможения и разворота колес, подъема и выпуска шасси.

Надежность функционирования шасси определяется совершенством технического обслуживания самолета и квалификацией экипажа.

Недостатки технического обслуживания шасси сопровождаются нарушением нормальной зарядки воздухом шин колес, жидкостью и азотом амортизаторов и цилиндров гидропневматических пружин многоколесных тележек, появлением течи жидкости из систем демпфирования самоколебаний колес передней опоры и тормозных колес основных опор. Отсутствие периодической смазки шарнирных соединений опор или замерзание воды и грязи на них приводит к заклиниванию опор и вынужденной посадке. Вынужденными посадками заканчиваются случаи механических повреждений элементов разворота колес в нейтральное положение, наличия посторонних предметов в гондоле шасси, нарушения системы блокировки автоматического управления шасси (тросовой проводки, концевых выключателей и т. д.). Монтаж шин колес передней опоры без последующей их балансировки, низкое давление в шинах, наличие люфтов в ее подвижных соединениях увеличивает тряску передней части фюзеляжа, возможны колебания шимми.

Превышение допустимой перегрузки при рулении, разбеге и пробеге сопровождается срывом покрышек, разрушением двухзвенников (шлиц-шарниров), механическими повреждениями шасси по причине наезда на посторонний предмет, разрушением шасси вследствие грубой посадки со сносом или ударом в торец ВПП.

В случае разрушения двухзвеннка (следствие резкого разворота самолета при рулении) дальнейшее передвижение самолета недопустимо: возможны разворот тележки и поломка самолета. В процессе предполетного осмотра необходимо следить за отсутствием трещин в ушках и полках двухзвенников, а при обнаружении даже незначительной трещины самолет должен быть отстранен от запланированного полета.

В случае передней центровки и резкого торможения самолета увеличивается нагрузка на переднюю опору,- возможны колебания «шимми». Наиболее ответственны случаи посадки с убранным шасси или с убранной одной опорой. В первом случае вся перегрузка n_y и n_x воспринимается непосредственно планером с наибольшими разрушениями его в начальный период скольжения.

При предполетном осмотре шасси необходимо убедиться в:

• отсутствии посторонних предметов в гондолах шасси;

• правильной зарядке и исправности шин и амортизаторов;

• отсутствии течи жидкости из амортизаторов и цилиндров системы разворота и демпфирования самоколебаний колес, подъема—выпуска шасси и запрокидывания тележки, торможения колес;

• наличии смазки (отсутствии грязи и льда) в шарнирных соединениях;

• отсутствии начальных разрушений и механических повреждений всех элементов шасси, особенно системы разворота колес передней опоры;

• отсутствии предохранительной чеки в замке выпущенного положения стойки;

- плотном прилегании створок; исправности сигнализации положения шасси. Предполетный осмотр шасси выполняет бортинженер (бортмеханик) и обязательно контролирует командир ВС.