起落架结构形式和受力[1].doc

起落架结构形式和受力[1]
起落架的结构主要由受力支柱、减震器(当支柱和减震器合成一个构件时则称为减震
支柱)、扭力臂或摇臂、机轮和刹车装置等主要构件组成．当起落架放下并锁住时常
为静定的空间杆系结构，用以承受和传递机轮上传来的集中力，也便于松开锁后进
行收放。下面介绍几种常用的结构型式并进行受力分析，

一、简单支柱式和撑杆支柱式起落架
这两种型式的主要受力构件是减震支柱，它上连机体结构，下连机乾，本身作为梁
柱受力(图8．12．图8．13)。

这两种结构型式的特点如下：

(1)结构简单紧凑，传力较直接，圆筒形支柱具有较好的抗压、抗弯、抗扭的综合性
能，因而重量较轻，收藏容易。
(2)可用不同的轮轴、轮叉形式来调整机轮接地点与机体结构连接点间的相互位置和
整个起落架的高度。轮叉一般受两个平面内的弯矩和扭矩、还有剪力等引起的复合
应力(图8．14)。
(3)简单支柱式由于上端两个支点很靠近，减震支柱接近于一悬臂梁柱，因而上端的
根部弯矩大(图8．12)。撑杆支柱式则常在支柱中部附近加一撑杆，使减震支柱以
双支点外伸梁形式受力．大大减小于支柱上端的弯矩(图8，13)．撑杆通常又兼作
收放折叠连杆用(图8．1)；或直接用收放作动筒锁定于某个位置后作为撑杆(图
8．13)，这将使起落架结构简化。撑杆支柱式是目前常用的一种型式．
(4)由于机轮通过轮轴(或轮叉)与减震支柱直接相连，因而不能很好吸收前方来的撞
击．通常可将支柱向前倾斜一个角度(图8．12)即可对前方来的撞击起一定的减震
用，但这会使支柱在受垂直撞击力时受到附加弯矩。
(5)这两种型式的减震支柱本身要受弯，所以它的密封性较差，减震器内部灌充的气
体压力将因此受到限制，一般其初压力约为3MPa(一30个大气压)，最大许可压力
约为IOMPa(一100个大气压)．因而减震器行程较大，整个支柱较长，重量增加。

(6)由于减震支柱的活动内杆与外筒(它直接与机体结构连接)之间不可能直接传递
机轮载荷引起的扭矩，因此内杆与外筒之间必须用扭力臂连接。扭力臂须保证内杆
的伸缩行程。上、下扭力臂相互间用螺栓铰接，另一端分别与内杆和外筒固接。传
扭时扭力臂受弯、剪，上、下两固接点之间的那段支柱上也会有附加的弯矩和剪力(图
8，15)。以上两种形式常用于起落架较长、使用跑道路面较好、前方撞击较小的飞
机上，井更多Q在主起落架上采用。
二、摇臂支柱式起落架
播臂支柱式起落架有两种形式，一是将减震器与受力支柱分开(图8，16)；另一种
是将减震器和支柱合而为一，在减震器下方用万向铰与摇臂相连，减震支柱的外筒

上则固定有旋转臂下部接头(图8．17，图8．38)，这种形式宜在前轮上使用，以便
于前轮转弯．摇臂支柱式起落架的基本受力构件比前述的简单支柱式多了一个摇臂，
但不再需要扭力臂。摇臂前连支柱，中连减震器活动内杆，后连乾轴、机轮．这种
形式的特点如下：

(1)摇臂支柱式不仅对垂直撞击，而且对前方撞击(如在不平的跑道上颠跑)和刹车等
均有减震能力。机轮町随摇臂绕前支点上、下移动，提高了在不平道面上的适应性，
减小了过载，改善了起落架的受力性能。
(2)由于减震器连接在摇臂中间部位，通过播臂传给它的力比地面作用在机轮上的力
大，因而吸收同样的撞击能量时减震器所需的压缩行程比简单支柱式小，可降低起
落架长度。
(3)减震器可设计成只受轴力，不受弯矩，改善了受力性能，因而密封性好，可提高
减震器内部的充气压力。一般初压力可大到10MPa，最大许可压力可达到50MPa
左右。这样减震器吸收同样能量时其行程较小，减震器尺寸可作得比较小，与简单
式支柱式相比，起落架的整个高度可以减小。
(4)机轮上的外载引起的扭矩由摇臂传给支柱，再传给机体结构。图8．16示出了该
形式起落架受尸y，P。力时的受力分析，P。力的传递读者可自行分析．
(5)由于摇臂受力大且复杂，交点多，协调关系也多，因此它的构造和工艺均较复杂，
一般比较重。起落架前后方向的尺寸也将有所增大。这种形式适用于起落架高度较
小、着陆速度较大、或使用跑道较差的飞机上，尤其是在前起落架上用得较多。
(1)多轮小车式起落架为解决上述问题，将连接前，后轮组的车架作成与支柱铰接，
以平衡前、后轮组的载荷。为了避免车架变成可绕铰接轴任意旋转的不稳定的活动
机构，须加装一个缓冲器(图8．20(b))。它一般是一个油气式减震器，起缓冲、减
震、
调匀各轮组受力的作用。着陆刹车时地面摩擦力引起的力矩会使车架绕铰接接头逆
时针方向旋转，致使前轮组加载，后轮组卸载。为此，须加装刹车平衡机构．图8.21
所示为某种刹车平衡机构的受力分析和工作原理。该刹车平衡机构由平行于车架
2—3的拉杆4—5(它与前、后轮组的刹车盘连接)、摇臂4—6和上刹车拉杆6—8(它
与