Сравнительная характеристика компоновочных схем шасси

Многоопорное шасси

На тяжелых самолетах с взлетными массами, превышающими 200...250 т, применяются многоопорные схемы шасси. У этих схем передняя опора располагается впереди центра масс, как и у трехопорной схемы с передней опорой, а основные опоры – позади центра масс. Основных опор - несколько.

В этой схеме две из основных опор расположены немного впереди других основных опор. При посадке самолет касается земли колесами задних основных опор, затем передних основных опор и, наконец, колесами передней опоры.

Каждая из рассмотренных схем шасси имеет свои преимущества и недостатки. Выбор той или иной схемы определяется типом и назначением самолета, особенностями его компоновки и условиями эксплуатации.

Основные преимущества шасси с передней опорой в сравнении с шасси с хвостовой опорой состоят в следующем:

1. Более простой расчет посадки, возможность скоростной посадки. Шасси с хвостовой опорой предъявляет повышенные требования к расчету посадки. Если посадка происходит на скорости, большей, чем расчетная посадочная, то самолет касается земли колесами основных опор и затем под действием силы, приложенной в центре масс, резко опускает хвост, а крыло увеличивает угол атаки. Возникающая при этом дополнительная подъемная сила вызывает «взмывание» самолета. Продолжающееся увеличение угла атаки вызывает падение поступательной скорости, что приводит к «проваливанию» самолета. Самолет, как говорят, «козлит». Самолет, имеющий шасси с передней опорой, после касания земли колесами основных опор под действием силы, приложенной в центре масс, опускает нос, что приводит к уменьшению угла атаки и исключает поэтому «взмывание».

2. Уменьшение опасности капотирования.

3. Возможность применения при посадке более сильного торможения колес немедленно после касания ими земли.

4. Хорошая устойчивость пути при разбеге и пробеге (рис.8).

Рис.8

Если при движении по земле под действием какого-либо заворачивающего момента у самолета появится угол сноса, то возникшие при этом боковые составляющие сил трения колес основных опор о землю создадут относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс, момент, который у шасси с передней опорой будет стремиться уменьшить угол сноса, а у шасси с хвостовой опорой – увеличить его.

5. Горизонтальное или близкое к нему положение оси фюзеляжа на стоянке и при движении по аэродрому, обеспечивающее хороший обзор для пилота, удобства для пассажиров, простоту загрузки самолета. Кроме того, такое положение оси у самолета с реактивными двигателями уменьшает повреждение поверхности аэродрома струей выхлопных газов.

Шасси с передней опорой имеют следующие недостатки.

1. Большая масса. Передняя опора вследствие большей высоты и больших нагрузок получается значительно тяжелее хвостовой опоры и, несмотря на возможный некоторый выигрыш в массе основных опор из-за несколько меньшей их высоты (при одинаковом посадочном угле атаки высота основных опор у шасси с передней опорой, расположенных сзади центра масс самолета, будет меньше высоты расположенных впереди центра масс основных опор у шасси с хвостовой опорой), общая масса шасси получается большей, чем масса шасси с хвостовой опорой.

2. Возможность появления самовозбуждающихся колебаний свободно ориентирующихся колес передней опоры, называемых шимми, требует для их предотвращения постановки специальных гасителей колебаний – демпферов шимми, что приводит к усложнению и утяжелению конструкции.

3. Значительно большие объемы в фюзеляже, необходимые для уборки передней опоры, в сравнении с объемами, потребными для уборки хвостовой опоры. Особенно большие трудности возникают при установке и уборке передней опоры на самолетах с двигателем, расположенным в носовой части фюзеляжа.

4. Опасность аварии или даже катастрофы при повреждении и поломке передней опоры, в то время как поломка хвостовой опоры приводит к значительно меньшим неприятностям.

5. Продольная неустойчивость при движении самолета по аэродрому с приподнятой передней опорой при разбеге.

Преимущества велосипедного шасси состоят в следующем.

1. Малая высота шасси для самолетов-высокопланов.

2. Отсутствие на крыле гондол для уборки шасси.

3. Выравнивание нагрузок между колесами задней и передней опор в схеме с большим углом g, что приводит к снижению давления на покрытие аэродрома.

Велосипедное шасси имеет следующие недостатки:

1. Необходимость выделения значительного объема в средней части фюзеляжа для уборки задней опоры, что вызывает большие затруднения в компоновке транспортных самолетов и самолетов с двигателем, расположенным в средней части фюзеляжа.

2. Утяжеление фюзеляжа из-за больших нагрузок от опор и из-за наличия больших вырезов для уборки шасси.

3. Поперечная неустойчивость при движении по земле и связанные с этим трудности при посадке с боковым ветром.

А схема с большим углом g имеет еще и следующие недостатки:

4. Трудности рулежки по земле из-за большой нагрузки на переднюю опору и необходимость в связи с этим установки мощного и тяжелого механизма поворота колес.

5. Установка дополнительного механизма, обеспечивающего либо укорочение задней опоры, либо удлинение передней, что утяжеляет конструкцию и уменьшает надежность.

6. Необходимость высокой точности посадки, обеспечивающей одновременное приземление на обе опоры.

Шасси с хвостовой опорой применяется на самолетах с малыми посадочными и взлетными скоростями, где недостатки схемы проявляются незначительно, но удается получить выигрыш в массе.

Особенно выгодна эта схема для самолета с поршневым двигателем, установленным в носу фюзеляжа.

Велосипедная схема шасси с большим углом g может оказаться выгодной для тяжелого скоростного самолета, у которого в районе центра масс необходимо разместить большой отсек для сбрасываемых грузов. Это приводит к необходимости применения высокопланной схемы. При размещении основных опор на крыле они получились бы в этом случае очень высокими и тяжелыми, для их уборки пришлось бы ставить большую гондолу.

Преимуществом многоопорного шасси на тяжелых самолетах является более простое размещение основных опор при их уборке из-за меньших размеров и меньший лобовой удар на посадке, так как касание поверхности аэродрома происходит меньшим числом колес с меньшей массой.

Для большинства же современных самолетов наиболее выгодной является схема шасси с передней опорой, поэтому она и нашла самое широкое применение.

Дата добавления: 2014-01-20