五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】飞机插足 -- 心有戚戚

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家园 【原创】力士之腿

运输机是飞机中的力士,起落架必须够强壮。 中国运输机发展也是从仿制开始(特别是安东诺夫系列飞机)到自研,系列齐全。有小型,中小型,中型,中大型和大型5个重量级,更涵盖军用,通用,和商用。由于要求各不相同,起落架的设计也千差万别。

小型:

运5(基于安2)

古典活塞双翼机,短距起降之王。装后三点机身固定起落架,不可收放也有好处,就是轮胎可更换、雪橇、浮筒、滑板等,以适应雪山、山地、沙漠、戈壁、草原、水上起降。还可改成无人机, 业载能力目前居商业无人机首位。估计要和轰6一起荣登百岁寿星榜。

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运11(自研)

通用小型运输机,使用两台活塞发动机。上单翼配机身固定起落架,是更普遍的前三点设计。这样起飞时可以拉机头,而不是像后三点一样翘屁股。

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运12(自研)

基于运11的主要用来载人的通用小型运输机,用涡桨发动机替换了运11的活塞发动机。

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到了运12F,固定起落架改可收放式,向内旋转收到机身下方的轮洞里,没有舱盖 。这样,简化了设计,而增加的空气阻力很小。

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中小型:

运7(基于安24)

运7通用飞机采用的是和安24一样的发动机舱和起落架合一设计,轮距大,易起降,但是起落架离地高,重量大,刚度差。

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最主要的是,降落时的冲击力都传到机翼上,导致翼盒和飞机连接处受力很大。由于运7是上单翼的设计,冲击力是以拉力的形式作用于连接处的,比压力难抗的多。

新舟60(运7大改)

新舟60商用飞机和运7布局差不多,都是上单翼,就因为采用机翼起落架出过事故。着陆冲击力导致翼盒和飞机顶部撕开,机翼前倾,螺旋桨撞地解体,还好没有砸进机舱。虽然事故和飞行员的操作有关,但仍不可避免地导致外销受阻。

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新舟700(自研)

虽然还是冠以“新舟”,但是新舟700商用机和运7已关系不多。除了电传,最大区别是采用了机身起落架。这样能使得飞机机翼和发动机舱结构减重,极大缩短起落架长度,提高起落架刚度。对于机顶翼盒连接处也不用补强,可以大大增加着陆地安全性。

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新舟700的静力试验机的主起落架没有安装整流罩,所以结构看得很清楚。是由衍架,主柱,转轴和液压动作器组成。机轮向内转90度收入起落架舱内。

中型:

ARJ-21(参考麦道80)

国内中程航线,特别是中西部广大地区,靠的是中型的ARJ-21商用支线客机。虽然和麦道80系列长得像,但是最关键的翼形是不一样的,使用的是超临界机翼,使得翼面激波阻力大大减低。

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尾吊式发动机和下单翼的设计,使得机翼起落架的设计顺理成章。由于着陆冲击力向上传递,会将翼盒和机身压紧而不是撕裂。起落架向内将机轮收入机身翼盒内的轮洞,和运12F一样,没有舱盖。

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中大型:

运8(基于安12)

运8军用运输机用的是双轴4轮主起落架,用一根主轴连接到机身上,向内转90度收入起落架舱内。

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运9(运8大改)

起落架舱除了整流,还可容纳其它设备。运9两侧起落架舱前部是空气进气口(用于热交换器冷却和机舱加压),左侧起落架舱后面是发电机的排气口。

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运10(参考波音707)

运10是下单翼窄体客机,参考现代客机的班长波音707。同样采用现在最普遍的客机起落架设计:机翼起落架,向内收到机身翼盒内带盖的起落架舱。

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C-919(自研)

C-919圆了运10的梦,除了使用超临界机翼,还用比波音737长点的机翼起落架走出商用干线客机坚实的一步(737MAX就是吃亏在短腿了)。

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大型:

运20(自研)

运20是中国第一架200吨级起飞重量的大型军用运输机。和歼20一样,即可远观又可近看,是实用的工业艺术品。别的不说,使用的是大型超临界机翼,制造难度可想而知。起落架的设计制造也是充满挑战。

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如果硬要找参照对象,伊尔76无疑是外形最像的,但是从起落架设计来看,伊尔76是最不像的。光是数轮子,伊尔76有20个(前起4个轮子,主起每侧两个主柱,各挂4个轮子),而运20只有14个(前起2个轮子,主起每侧各6个)。

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拎着这20个大轮子的死重,伊尔76的运载系数就不会好看,更不要提复杂的起落架设计。伊尔76要将主柱旋转90度,才能将四个轮子纵向收到舱内。

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当然好处是四个轮子横向放下时,和地面接触面积大,特别时在野外机场降落,前面的轮子产生的压痕对后面机轮影响小。包括前起4个轮子,共留下12道轮印。这一点在波音的C-17上也采用了,只不过每个主柱上只有3个轮子,呈略微三角地交错放置,留下3个平行轮印(连同前起的两个轮子,共8道轮印)。虽然C-17上也才只有14个轮子,但是起落架同样要将主柱旋转90度进行收放,增加了复杂程度,而复杂就意味着容易出问题。万一旋转机构出问题,飞机还不如肚子着地。

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运20主起落架采用纵向三轴串列式设计,每个轮轴都有一个三角悬挂支架,顶部固定在机身上,用液压动作筒将轮轴提起或放下。

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这种设计的雏形在安东诺夫设计局的大飞机上的安22上最早出现。

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在安70上再度出现时已经和运20的非常神似了,同样,一共有14个轮子.

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而巨型运输机安124每侧有5对轮(堪称运输机里的59坦克),即使这样总的轮数也才比伊尔76多4个,达到24个。和运20不同,每一对机轮有一个主柱,收放时是向内旋转90度收入起落架舱的。

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而超巨型的安225增加到每侧7对轮,共有32个轮子,记录估计短时期内是很难打破了。即便是这样,伊尔76的前起落架单柱挂4轮,仍然和它的体重严重不符。即使时安124和安225,前起落架也是双柱,每个双轮。

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作为和安124同级的巨型运输机,洛马的C-5是唯二的采用前起落架单柱挂4轮的设计。而且采用的和伊尔76及C-17上差不多的多主轴旋转收放的起落架,每个轴挂3对品字排列的机轮,共28个机轮,仅次于安225,名列老二。C-5却不能在野战机场起降,所以如此复杂的设计似乎并不值当。

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运20作为大型运输机,主要是在硬跑道上起降,必要时也可在野战机场起降,只不过印痕少些(6道),每道上压3次,或许更深一点。但是比每道上压2次的伊尔76和C-17,也只多了一次(安124要压5次,安225更要7次)。而主起落架纵列上下收放设计所带来的重量轻,体积小和可靠性高的优势却是明显。所以权衡下来,利大于弊。并且,将来运20还要发展民用型,易于维护是非常关键的,

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愿运20和它的小伙伴们靠着自己双翼和三足为祖国的物流事业作更大的贡献。

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