Конструкция и проектирование летательных аппаратов. Шасси

Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ




Е.Г. ПОДРУЖИН, В.М. СТЕПАНОВ

КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
ШАССИ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия






НОВОСИБИРСК

2014

УДК 629.7.027(075.8)
      П445
Рецензенты:
канд. техн. наук, доцент А.Н. Пель, канд. техн. наук А.Ю. Мазутский
       Подружил Е.Г.
П445 Конструкция и проектирование летательных аппаратов. Шасси: учеб. пособие / Е.Г. Подружин, В.М. Степанов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014.-68 с.
          ISBN 978-5-7782-2411-7
          Приведены описания конструкций шасси реальных самолетов, серийно выпускавшихся отечественной авиапромышленностью: МиГ-15 УТИ, МиГ-19, Су-7Б, Су-25. На примере этих летательных аппаратов проанализированы и описаны конструктивно-силовые, кинематические схемы убирающихся стоек шасси, компоновочные решения, применявшиеся в конструкциях материалы. Рассмотрены амортизирующие устройства шасси. Помимо использования в учебном курсе «Конструкция и проектирование летательных аппаратов» пособие будет полезным при выполнении курсовых и дипломных проектов, связанных с проектированием самолетов, поскольку содержит обширный материал, касающийся испытанных практикой схемных решений, примеры конструктивного исполнения наиболее ответственных узлов и агрегатов планера.
          Настоящее пособие поможет также студентам при лабораторных работах, отчет по которым необходимо выполнять в виде технического описания конструкции и работы агрегатов в соответствии с требованиями ЕСКД. Все эскизы следует- выполнять в масштабе, от руки на миллиметровке либо с использованием графических пакетов (например, Solid Work, AutoCAD, Компас и т. п.).
          Кроме книг, указанных в библиографическом списке, необходимо пользоваться техническими описаниями самолетов МиГ-19, МиГ-15, Су-7Б, Су-25.

Подружил Евгении Герасимович Степанов Владимир Михайлович
КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ. ШАССИ
Учебное пособие
Редактор ИЛ Кескевич Выпускающий редактор ИИ. Брованова Корректор И. Е. Семенова Дизайн обложки А.Б. Ладыжская Компьютерная верстка СИ. Ткачева


         Подписано в печать 13.03.2014. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 200 экз. Уч.-изд. л. 3,95. Печ. л. 4,25. Изд. № 369/13. Заказ № 392. Цена договорная


Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
УДК 629.7.027(075.8)
ISBN 978-5-7782-2411-7                        © Подружин Е.Г., Степанов В.М., 2014
© Новосибирский государственный технический университет, 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ


Общие указания...................................................4
Назначение и требования к шасси. Схемы шасси.....................4
Нагружение шасси................................................17
Амортизаторы шасси..............................................19
Тормозные устройства............................................32
Явление шимми...................................................35

Шасси самолета МиГ-15............................................38
Шасси самолета МиГ-19............................................46
Шасси самолета Су-7Б.............................................48
Шасси самолета Су-25 - описание и работа.........................51
Основные опоры самолета Су-25 - описание и работа................54
Передняя опора самолета Су-25 - описание и работа................63
Библиографический список.........................................68

            ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ


   При изучении конструкций и составлении описания следует обратить внимание:
   •    на конструктивно-силовые схемы взлетно-посадочных устройств, их исполнение и работу;
   •    тип, конструктивное исполнение и работу амортизаторов;
   •    тип, конструктивное исполнение и работу тормозных устройств;
   •    причины возникновения и меры борьбы с явлением «шимми».
   Приводится расчет нагружения элементов заданной стойки шасси на один из расчетных случаев с построением эпюр изгибающих моментов (Л/изг), перерезывающих и сжимающих (растягивающих) сил (Q ,N).


            НАЗНАЧЕНИЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ШАССИ СХЕМЫ ШАССИ


   Шасси самолета представляет собой систему опор, обеспечивающих разбег самолета при взлете, пробег при посадке, а также передвижение по аэродрому. Для уменьшения действующих на аппарат перегрузок в конструкции опор предусмотрены амортизаторы и пневматики колес.
   Шасси включает: опорные элементы - лыжи, колеса; амортизаторы и тормозные устройства.
   Наряду с общими требованиями (прочность, жесткость, живучесть и минимальное лобовое сопротивление) шасси должно обеспечивать:
   1)    заданную проходимость при достаточной устойчивости и управляемости (глубина колеи на грунтовом аэродроме должна быть не более 5...8 см);


4

   2)    постоянство колеи и минимальное смещение колес вдоль оси самолета при обжатии амортизаторов;
   3)    минимальное смещение центра тяжести самолета при выпуске и уборке шасси;
   4)    зазор между планером или лопастями винтов и землей при полностью обжатых амортизаторах >160 мм;
   5)    поглощение нормированной эксплуатационной работы;
   6)    плавное и эффективное торможение;
   7)    выпуск и уборку шасси за 6...12 с на легких и за 12...15 с на тяжелых самолетах.
   Кроме этого, шасси должно иметь механизм аварийного выпуска, надежную фиксацию замками в убранном и выпущенном положениях, сигнализацию контроля положений стоек, минимальный вес (не более 3...6% веса самолета).
   На современных самолетах используются разнообразные схемы взлетно-посадочных устройств.
   1.    Трехопорная с хвостовой опорой (рис. 1, а). Основная нагрузка приходится на две главные стойки, расположенные впереди центра тяжести самолета. В связи с недостаточной путевой устойчивостью и возможностью капотирования самолета в настоящее время применяется лишь на легких и спортивных самолетах (Як-50, Як-18, Су-26 И т. д.)
   2.    Трехопорная с передним расположением третьей опоры (рис. 1, в). Основная нагрузка (80...85 %) приходится на главные стойки, расположенные позади центра тяжести самолета. Эта схема используется для большинства самолетов (Ту-204, Ил-96, А-320, Конкорд, Ту-95 и т. д.).
   3.    Велосипедная (рис. 1, б) имеет две основные фюзеляжные стойки, воспринимающие всю нагрузку, и две подкрыльные, поддерживающие самолет на стоянке и при рулении. Нагрузка между стойками распределяется или в основном на заднюю (до 80 %), или почти равномерно (40 % - на переднюю и 60 % - на заднюю).
   4.    Многоопорная схема (рис. 2). Большую часть нагрузки здесь воспринимают основные стойки, количество которых больше двух и может быть четным и нечетным. Такой тип шасси используют на тяжелых самолетах (Ан-124, Ан-125, Ил-86, Boeing-747 и т. д.).

5

Рис. 1. Схемы и параметры шасси:

а - трехопорная с хвостовой опорой; б - велосипедная; в - трехопорная с носовой опорой

6

М

ц.м.<

л л





                Л«- ОО л
                да л





Рис. 2. Схемы многоопорного шасси
   Трехопорное шасси с носовым колесом и велосипедное шасси нашли широкое применение для большинства самолетов, так как эти схемы обладают рядом преимуществ.
   1.     Возможны посадки на Су ₘᵢₙ с большой скоростью (скоростная - при малом угле атаки), при этом опускание носа самолета не приводит к взмыванию самолета («козление»), что невозможно при трехопорной схеме с хвостовым колесом.
   2.     Наиболее простая (по сравнению с другими схемами) техника взлета-посадки для трехопорного шасси с носовым колесом.
   3.     Сокращается длина разбега при взлете и пробега при посадке за счет минимального лобового сопротивления и эффективного торможения.
   4.     Близкое к горизонтальному положение оси самолета на стоянке и при передвижении по земле создает значительные удобства для пассажиров и улучшает обзор летчику.
   5.    Упрощается посадка при боковом ветре.
   6.     За счет расположения центра тяжести между передней и главными опорами исключается капотирование самолета.
   7.    Курсовая устойчивость при движении самолета по земле.
   Однако трехопорной схеме присущи и недостатки.
   1.     Большая нагрузка на переднее колесо, а следовательно, и большой вес передней опоры.
   2.     Возможность появления самовозбуждающихся колебаний (шимми) ориентируемых передних колес.

7