Шасси и системы шасси

Назначение шасси и основные требования

Шасси – совокупность опор, обеспечивающих стоянку и передвижение самолета при рулении, взлете и посадке.

Конструкция и расположение опор должны обеспечивать:

– смягчение ударов при посадке и движении по земле (амортизацию ударных нагрузок);

– сокращение длины пробега при посадке и прерванном взлете (торможение);

– управление самолетом при движении по ВПП (маневрирование);

– уборку и выпуск опор в полете (минимальное сопротивление в полете), за исключением нескоростных самолетов, на которых возможно применение неубирающегося шасси.

Кроме того, шасси должно обеспечивать устойчивость самолета на стоянке и способность движения самолета по полосе предназначенного для него типа аэродрома(проходимость).

Шасси должно иметь достаточную прочность и заданный ресурспри наименьшей массе.

Схемы шасси

Опоры, на которые приходится большая часть силы тяжести самолета при стоянке, называются основными опорами шасси.

Взаимное расположение опор шасси на самолете определяет схему шасси.

В зависимости от расположения опор относительно центра тяжести самолета различают следующие основные схемы: трехопорное шасси с хвостовой опорой, трехопорное шасси с передней (носовой) опорой, велосипедное шасси с подкрыльевыми вспомогательными опорами. Кроме того, могут быть шасси с носовой и вспомогательной хвостовой опорами, с многостоечной основной опорой (три и более основных опор).

У шасси с хвостовой опорой основные опоры расположены впереди центра тяжести самолета симметрично относительно его продольной оси, а хвостовая опора – за центром тяжести.

У шасси с передней опорой основные опоры расположены за центром тяжести самолета также симметрично относительно продольной оси, передняя опора – впереди центра тяжести.

У шасси с носовой и вспомогательной хвостовой опорами хвостовая опора устанавливается для предотвращения опрокидывания самолета на хвост на стоянке (незагруженного) при загрузке и выгрузке грузов (грузового).

У шасси велосипедного типа две опоры располагаются в продольной плоскости самолета одно позади другого примерно на равном расстоянии от центра тяжести. На концах крыла расположены боковые опоры, которые нагрузку при посадке и взлете не воспринимают, а только поддерживают крыло при кренах самолета во время стоянки и руления по аэродрому. Такое шасси применяют на самолетах с тонким крылом (шасси убирается в фюзеляж, а небольшие боковые опоры – в крыло).

На современных самолетах наиболее распространено шасси с передней опорой (рис. 18), что объясняется следующими преимуществами:

– возможность приземления на большой скорости (что облегчает и делает более безопасной посадку), т. к. при посадке носовая опора предотвращает «капот» (заваливание на нос) самолета;

– носовая опора предохраняет самолет от «капота» и при торможении, что позволяет применять более энергичное торможение;

Рис. 18. Общий вид трехопорного шасси с носовой опорой

– предотвращается «козление» самолета, т. к. центр тяжести располагается впереди основных колес и при приземлении на основные опоры угол атаки и коэффициент подъемной силы крыла уменьшаются;

– хорошая путевая устойчивость при пробеге и разбеге;

– горизонтальное положение оси фюзеляжа, что обеспечивает хороший обзор экипажу, удобства для пассажиров, облегчение загрузки самолета, горизонтальное расположение двигателей, в результате которого газовая струя реактивного двигателя не разрушает покрытия аэродрома.

Недостатками шасси с передней опорой являются:

– большая опасность при посадке с невыпущенной или поврежденной передней опорой;

– колеса передней опоры «зарываются» при передвижении по мягкому грунту;

– большая масса конструкции;

– необходимость обеспечения большого объема в носовой части фюзеляжа для размещения передней опоры в убранном положении.

Пример 1.Схема шасси самолета Ил-62М.

Самолет Ил-62М имеет трехопорное шасси, состоящее из передней опоры и двух основных опор. Основные опоры шасси расположены так, что все возможные положения центра масс загруженного самолета находятся впереди основных опор, а незагруженного самолета – сзади. Поэтому для предотвращения опрокидывания незагруженного самолета на хвост и создания необходимой нагрузки на переднюю опору самолета при рулении и стоянке в хвостовой части фюзеляжа установлена специальная хвостовая опора, которая убирается после загрузки самолета и выпускается перед разгрузкой.

Пример 2.Схема шасси самолета Ил-86.

Шасси самолета Ил-86 выполнено по четырехопорной схеме (передняя и три основных опоры). Левая и правая основные опоры крепятся к крылу, передняя и средняя основная опоры крепятся к фюзеляжу.

Пример 3.Схема шасси самолета Ил-76.

Шасси самолета Ил-76 выполнено по многоопорной схеме и состоит из пяти опор: носовой и четырех основных. Основные опоры установлены по две слева и справа от оси самолета и называются правая передняя, правая задняя, левая передняя, левая задняя.

Параметры шасси

Параметры шасси определяют размещение опор шасси относительно друг друга и центра тяжести самолета. Их выбор обеспечивает устойчивость и маневренность самолета во время движения его по земле.

Основные понятия, характеризующие параметры расположения опор, следующие: колея шасси, база шасси, высота шасси, посадочный угол или угол опрокидывания и угол выноса основных опор в продольном направлении.

Колея шасси – расстояние между точками приложения равнодействующих нагрузок на основные опоры (расстояние между центрами контактных площадок с поверхностью аэродрома колес основных опор). От колеи шасси зависит поперечная устойчивость самолета и легкость маневрирования по земле. Чем шире колея, тем лучше управление самолетом на земле с помощью тормозов, но устойчивость пути при этом ухудшается, т. к. самолет становится более чувствительным к неровностям аэродрома. А при недостаточно широкой колее самолет при взлете и посадке с креном может коснуться концом крыла земли (больше возможность опрокидывания самолета на крыло). У современных самолетов колея шасси обычно составляет 0,15...0,35 размаха крыла.

База шасси – расстояние между точками приложения равнодействующих нагрузок на переднюю и основные опоры (расстояние между центрами контактных площадок колес передней и основных опор). База шасси определяет нагрузку на переднюю или хвостовую опоры: чем больше база, тем меньше нагрузка. Кроме того, при увеличении базы уменьшается опасность капотирования. База шасси современных самолетов составляет 20...40 % длины фюзеляжа.

Высота шасси – расстояние от центра масс самолета до поверхности аэродрома. Высота шасси выбирается минимальной для уменьшения ее массы и ограничивается расстоянием до земли от концов лопастей воздушных винтов (минимальное расстояние 500…160 мм), высотой порога грузовой кабины (зазор между поверхностью земли и нижней точкой фюзеляжа не менее 200 мм). При этом должно быть выдерживание величины посадочного угла в пределах, обеспечивающих посадочный угол атаки крыла.

Посадочный угол выбирается из условия, чтобы при посадке самолет не касался грунта хвостовой частью фюзеляжа. Обычно он равен 8...14°.

Угол выноса шасси должен быть минимальным для уменьшения нагрузки на переднюю опору, но в то же время достаточным для предупреждения опрокидывания самолета на хвост при любой посадке. Значения параметров шасси определяют характеристики устойчивости и управляемости самолета при перемещении по ВПП, его ВПХ и весовые характеристики.