不同的進氣道的布局型式,各有其優缺
點。選擇哪種型式,要根據飛機的設計要求,
進行全面的分析研究后確定。機頭進氣的型
式主要適用于機身較短、不裝或僅裝小雷達
天線的殲擊機。其優點是:布置緊湊,機身
截面小,沒有機身附面層的干擾,進口氣流
均勻,畸變小;機炮對進氣的影響小,易于
安排機炮的位置。兩側進氣的優點是:進氣
道短,內管道損失小,總壓恢復系數較高;
機頭便于安裝雷達天線,視界也較好。短艙
式進氣道的優點為:進氣道短,不占機身內
部空間,對內部布置和結構布置無干擾。
圖 3.21 進氣道的布局型式
§3.5 起落架的型式
常見的起落架型式如圖3.22 所示。
一、后三點式起落架
后三點式起落架一直被廣泛應用到40 年代初,這種起落架的主支點安排在飛機質量中心
的前面,后支點在質量中心的后面。對于低速的裝活塞式發動機正常式布局的飛機來說,采
用這種型式的起落架有成熟的經驗,但后三點式起落架有以下的缺點:
1.著陸時操縱困難
后三點式起落架固有的缺點就是在著陸時操縱困難,并有可能產生向前倒立(拿大頂)
的危險。這是因為,如果實際的著陸速度超過了設計規定的著陸速度,主輪過早地碰地,地
面摩擦力相對于飛機質量中心形成低頭力矩,如果此低頭力矩大于尾翼和飛機重力的上仰力
矩時,飛機便繞主支點向前翻轉,發生向前倒立的事故。如果此時的低頭力矩小于上仰力矩,
則飛機尾部在重力的作用下開始下沉,使飛機轉為大迎角狀態。由于飛機速度大于著陸速度,
飛機的升力大于重力,飛機每次升空飄飛到某一高度,此后由于機翼的失速再從這個高度跌
落下來,這種動作稱之為飛機在著陸時的“跳躍”。如果“跳躍”現象出現在飛機速度明顯大
于著陸速度時,則飄飛高度很大,飛機從此高度跌落也會產生事故。
因此,后三點式起落架的飛機不允許在速度超過著陸速度的情況下使主輪接地,而只有
在飛機速度等于著陸速度,三點同時接地的情況下,才能保證正常著陸。為此,需要把著陸
速度限制在一個不太大的范圍內,一般對于旅客機為80~100km/h,軍用飛機130~150km
/h,農業機為60~90km/h。
2.后三點起落架的飛機,起飛和著陸滑跑時不穩定
在起飛著陸滑跑過程中,飛機的重力和升力的差值由起落架的主支點承受,與主輪的支
反力保持平衡。此時,如果有側風或地形凹凸不平等擾動,使飛機產生側滑,則機輪摩擦力
的合力不再通過飛機的質量中心,形成繞質量中心的力矩,對后三點起落架而言,此力矩是
不穩定力矩,將使飛機偏轉更大的角度,如圖3.23 所示。
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圖3.22 起落架的型式
圖3.23 后三點式起落架 圖3.24 機輪的偏斜角
此外,摩擦力還產生低頭力矩,破壞飛機的俯仰平衡,使飛機駕駛技術更加復雜。
后三點起落架穩定性差,這是使飛機著陸速度不能太高和使這種起落架的應用受到限制
的一個主要原因。當然,在過去廣泛使用這種起落架的過程中,也積累了許多克服這種缺點
的經驗,例如:
操縱方向舵,靠螺旋槳的氣流吹舵產生平衡力矩,在擾動和不穩定力矩較大時,用調整
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兩側剎車力的辦法,靠剎車力矩來平衡飛機,使之不偏轉。這種辦法雖然有效,但增加了操
縱的難度,并且還會延長起飛和著陸滑跑的距離。
為了減小滑跑時不穩定力矩的作用,后輪應鎖定在飛機對稱面內。
如果主輪設計時有一定的偏斜角(3°~4°),如圖3.24 所示,則可以使起落架具有方
向穩定性,因為其中一個輪子產生的摩擦力阻礙擾動引起的偏轉,使飛機的穩定性得到改善。
但這種設計會延長起飛滑跑距離,加速輪胎的磨損。
3. 后三點起落架不能用于噴氣式飛機
在飛機速度達到水平尾翼起作用之前,無法控制飛機的俯仰,所以在飛機起飛滑跑過程
中有向前翻轉倒立的可能。因此,后三點式起落架只能用于裝活塞式發動機和渦輪螺旋槳發
動機的飛機上,靠螺旋槳的氣流,使水平尾翼產生平衡力矩。
二、前三點式起落架
裝前三點式起落架的飛機,在著陸時主輪接地后,機頭下沉,前輪接地,沒有向前翻轉
發生倒立的危險。在這一運動過程中,飛機的迎角和升力減小,如果支柱上的減震器能吸收
掉飛機下沉時的能量,則飛機就不會重新離開地面發生跳躍。所以,前三點式起落架可以適
用于著陸速度較大的飛機,在著陸過程中操縱駕駛比較容易。
與后三點式起落架相比,前三點式起落架可以顯著地提高飛機的著陸速度。著陸速度增
大,會引起起落架的載荷增大,結構質量也要增加。但從總的效果看,這樣是合算的。因為,
這樣可以提高飛機的翼載荷,減小機翼面積并可相應地
提高飛機的飛行速度。
前三點式起落架的飛機具有起飛著陸時滑跑的穩定
性,前輪的支柱和輪叉可以繞垂直軸順著滑跑運動的方
向偏轉,所以在前輪上就不會產生滑動摩擦,當飛機側
滑時,主輪上的摩擦力產生繞飛機質量中心的穩定力矩,
如圖3.25 所示。
因此,前三點式起落架飛機在起飛著陸時,駕駛技
術比較簡單,而且還具有其他許多優點。
1. 由于機身處于接近水平的位置,故飛行員座艙視
界的要求較容易滿足;
2. 著陸滑跑時,可以使用較強烈的剎車,有利于縮
短滑跑距離;
前三點式起落架的缺點是前輪可能出現自激振蕩現
象,即前輪“擺振”,所以需要加裝減擺器。
三、自行車式起落架
顧名思義,自行車式起落架就是指只有前、后兩個
支點的起落架。雖然也可以考慮像美國的U-2 飛機那樣,
在兩側機翼下面各設一個支點,但兩側的小支點,只是
用來防止飛機側翻成翼尖擦地之用,并不承受飛機起飛和著陸時的載荷,所以是輔助的支點,
圖3.25 前三點式起落架
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甚至在必要時可以拋掉。 中國航空網 m.k6050.com 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址:飛機總體設計(13)