Взлетно- посадочные устройства (ВПУ). Амортизационная система самолетов (тема 3. 2)

1.

РАЗДЕЛ 1
ВОЗДУШНЫЕ СУДА
Тема № 3 «Взлетно-посадочные устройства (ВПУ)»
Занятие № 2
«Амортизационная система самолетов»

2.

1. Энергия удара самолета при посадке
2. Типы амортизаторов, требования предъявляемые к ним
3. Работа однокамерных и двухкамерных газожидкостных
амортизаторов
4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

3. Работа амортизационной системы

1. Энергия удара самолета при посадке
Работа амортизационной системы
Gпос. Vу2.
Апн Аам
2g
Gпос.
- вес самолета при посадке
Vу.
- Вертикальная составляющая скорости

4. Работа амортизационной системы

А Рср. Нум.
Рср.
Н ум.
- среднее значение силы возникающей в амортизационной
системе
- высота опускания центра масс самолета
обжатия амортизаторов и пневматиков.
вследствие

5. Нормируемая работа амортизационной системы

э
Анорм.
э.max 2
Gпос. (Vу. )
2g
Vуэ..max - максимально допустимая в эксплуатации вертикальная допустимая
скорость (3,5…4,5 м/с)

6. 2 Типы амортизаторов, требования предъявляемые к ним

Требования к амортизационной системе самолета
— поглощение приходящиеся на нее энергии посадочного удара и
ударов при движении по аэродрому, с тем чтобы уменьшить значения
действующих на самолет сил до заданных;
— рассеивание поглощенной энергии для ускорения процесса
затухания вертикальных колебаний самолета на пробеге;
— полное сжатие и растяжение за короткое время с тем чтобы иметь
возможность воспринимать действие последующих ударов
(быстродействие);
— плавное увеличение силы при обжатии и получение ее
наибольшего значения в конце обжатия;
— стабильность характеристик амортизатора в эксплуатационном
диапазоне изменения температуры.

7. Жидкостно-газовый амортизатор

а) прямой ход
б) обратный ход

8. 3. Работа однокамерных и двухкамерных газожидкостных амортизаторов

Диаграмма работы амортизатора
Диаграмма работы однокамерного амортизатора – это зависимость
силы обжатия амортизатора (Р) от величины обжатия (S)
Р=Рг.+Рж.+Рт.+Рин - сила сжимающая амортизатор
.

9. Сила сжатия газа

Сила Рг. сжатия газа определяется диаграммой, приведенной на рис. Начальная
сила, при которой амортизатор начинает сжиматься, определяется начальным
зарядным давлением и расчетной площадью поршня: ,где Рг0 – начальное
зарядное давление; Fсж. – расчетная площадь поршня при сжатии
. Рг0 р0 Fсж.
Давление газа при сжатии амортизатора изменяется по политропическому закону
pi=p0(V0/Vi)k, где рi, Vi — текущие значения давления и объема газовой камеры
при сжатии; р0, V0 — начальное зарядное давление и начальный объем газа; k —
показатель политропы.
На практике k=1,1…1,2. При наличии плавающего поршня, отделяющего
жидкость от газа, k принимают равным 1,35.

10. Диаграмма работы газового амортизатора

11.

Сила Рж проталкивания определяется диаграммой, приведенной на рисунке
и формулой: Рж= ж Fж.к, где ж — гидравлическое сопротивление, которое
устанавливается при перетекании жидкости через калиброванные отверстия;
Fж.к — эффективная площадь жидкостной камеры, на которую действует
давление рж.
Значение ж определяют по формуле:
Vж2
ж
,
2
где — плотность жидкости; vж — скорость перетекания жидкости.

12. Диаграмма работы жидкостного амортизатора

13.

Сила,
затрачиваемая
на
преодоление
силы
трения
Pт
складывается из двух сил: силы трения Pт.м, возникающей в
манжетах, герметизирующих подвижные поверхности деталей, и
силы трения в буксах Рт.б, возникающих из-за наличия сил,
действующих на них при изгибе штока амортизатора.

14. Диаграмма работы однокамерного амортизатора

Рт
Рг
Рг0
S
P
S
а
Рж
Рж
Рт
Рmax
Ргmax
политропа
Рг0
S
б
S
Smax

15.

Скорость перетекания жидкости vж связана со скоростью перемещения
штока амортизатора vшт уравнением неразрывности: vж fж С vшт Fж.к , где С коэффициент истечения, зависящий от формы отверстий, их площади fж,
вязкости жидкости и обычно равный 0,65…0,75.
Гидравлическое сопротивление определяется формулой:
v2шт Fж2.к
ж 2 2
2 С fж
Таким образом сила гидравлического
сопротивления определяется
формулой:
v2шт Fж3.к
Рж 2 2
2 С fж
Сила Pж образуется только в процессе перемещения подвижных частей амортизатора.

16. Работа амортизатора

А=Аг+Аж+Ат.
Отношение работы, переходящей необратимо в теплоту, при сжатии и
растяжении
амортизатора
к
полной
его
работе
А
характеризует
рассеиваемую амортизатором энергию и называется коэффициентом
гистерезиса:
где Ат.сж и Ат.р - работа сил трения при сжатии и растяжении; Аж.сж и Аж.р
- работа жидкости при сжатии и растяжении.
(Ат.сж Ат.р Аж.сж Аж.р)
А
Чем больше значение , тем быстрее рассеивается энергия посадочного
удара и гасятся вертикальные колебания самолета на пробеге. Однако
увеличение значения
приводит к увеличению времени сжатия и
растяжения амортизатора и он может не подготовиться к восприятию
последующих ударов.

17.

Практикой эксплуатации установлено, что полное сжатие и растяжение
амортизатора должно совершаться за время не более 0,8 секунды. Для
газо-жидкостных амортизаторов
= 0,5…0,6, т.е. за один полный цикл
работы амортизатор рассеивает 50…60% поглощенной им энергии.
От значения Р0 зависят нагрузки, возникающие в амортизаторе при
посадках самолетов с небольшими вертикальными скоростями, меньшими
расчетных значений vy . Площадь ab1c1d1 равна площади ab2c2d2; ,

18. Начальная сила сжатия амортизатора (Ро)

Р
С2
В1
Р02
С1
Р2max
В2
Р01
а
d2
d1
S
Значение Р0 для однокамерных газожидкостных амортизаторов принимают
равным 40…60% от силы Рпос, приходящейся на амортизатор при
посадочной массе самолета.

19.

Чем меньше значение Р0, тем меньше силы, возникающие в амортизаторе
при посадках с небольшими vy. Большинство посадок самолет совершает
с небольшими вертикальными скоростями, вследствие чего возникающие
при этом нагрузки оказывают наибольшее влияние на сопротивление
усталости конструкции.
Значение
Р0
для
однокамерных
газожидкостных
амортизаторов
принимают равным 40…60% от силы Рпос, приходящейся на амортизатор
при посадочной массе самолета. Это дает возможность снизить уровень
нагрузок, которые большей частью возникают при эксплуатации
самолета и при восприятии амортизатором работ, меньших нормируемой
эксплуатационной работы Аэ.

20.

Исходя из этого соображения значение Р0 целесообразно было бы
уменьшить еще больше, однако при этом при взлетной массе самолета,
когда на опору шасси действует взлетная стояночная нагрузка,
амортизатор будет иметь слишком большое обжатие и не будет обладать
запасом энергоемкости, который особенно необходим для самолетов,
эксплуатируемых на грунтовых ВПП.

21. Двухкамерные газожидкостные амортизаторы.

В двухкамерных амортизаторах дополнительное сжатие Р0 создает условия для
еще большего уменьшения уровня нагрузок, которые соответствуют посадкам
самолетов с vy, меньшими расчетных, при этом двухкамерные амортизаторы
обеспечивают значительный запас энергоемкости.
Наличие в амортизаторе двух отдельных друг от друга газовых камер низкого и
высокого давлений дает возможность получить политропу сжатия газа,
составленную из двух участков, принадлежащих различным кривым. На
начальном участке сжатия, когда газ сжимается только в камере низкого
давления, политропа сжатия газа соответствует участку ab (рис.). Когда
давление в камере низкого давления сравняется с начальным зарядным
давлением в камере высокого давления, начинается сжатие газа в обеих
камерах, политропа сжатия газа соответствует более пологому участку bc
вследствие увеличения объема газа.

22. Диаграмма работы двухкамерного амортизатора

Р
Рж
Рmax
С
Рст.
В
взл.
Р0
Рт
Рг
S
Sвзл.
Smax

23. Достоинства двухкамерных амортизаторов в сравнении с однокамерными:

— малая начальная сила, при которой они начинают сжиматься
(начальная сила сжатия двухкамерного амортизатора 0,1…0,15
Рст.пос, а однокамерного 0,4…0,6 Рст.пос), обеспечивающая снижения
уровня нагрузок при поглощении энергии, соответствующим
малым vy;
— наличие необходимого запаса энергоемкости при взлете
самолета с расчетной взлетной массой.

24. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

25. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

Шасси самолета - трехопорной схемы с носовой опорой.
Основные стойки телескопического типа,
передняя имеет рычажную подвеску колес.
Все стойки имеют двухкамерные газожидкостные амортизаторы.
На основных стойках шасси установлено по одному тормозному
колесу с пневматиками бескамерного типа, на передней стойке два
тормозных колеса с пневматиками камерного типа.

26. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

Главная опора шасси

27.

Передняя опора шасси

28.

Амортизатор главной опоры шасси

29.

Амортизатор передней опоры шасси

30.

Колесо КТ-100 передней опоры шасси

31.

Колесо КТ-150 главной опоры шасси

32. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

Уборка и выпуск основных и передней опор производятся
одновременно
с
помощью
гидроцилиндров-подъемников,
получающих энергию от общей гидросистемы самолета.
Передняя опора убирается назад, а основные - вперед по полету в
отсеки корпуса самолета, закрывающиеся створками.
В
убранном
положении
опоры
шасси
удерживаются
механическими замками, а в выпущенном - механическими
замками, встроенными в подкосы-подъемники и дублирующими их
гидрозамками.
Для аварийного выпуска шасси используется энергия сжатого
воздуха аварийной пневматической системы. При необходимости
система обеспечивает автономный выпуск только передней опоры.

33. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

Управление самолетом при движении на земле производится с
помощью дифференциального торможения колес главных опор
шасси
и
рулежно-демпфирующего
механизма
(РДМ),
установленного на стойке передней опоры и связанного с
педалями управления рулями направления специальным
приводом.
РДМ имеет два рабочих режима: взлетно-посадочный и рулежный.
На
правой
основной
опоре
установлен
механизм
электровыключателя необжатого положения шасси, используемый
для обеспечения электроблокировок некоторых самолетных
систем.

34.

Рулежно-демпфирующий механизм (РДМ)

35. 4. Краткая характеристика шасси самолета МиГ - 29.

Управление основной системой уборки и выпуска шасси
осуществляется
при
помощи
крана
шасси,
рукоятка
переключателя которого расположена на вертикальном щитке
лицевого пульта кабины.
Переключатель лампам двухпозиционный, и рукоятка может
занимать два положения: верхнее - на уборку шасси и нижнее - на
выпуск.
Контроль за положение опор шасси осуществляется по пилотажнопосадочному индикатору, расположенному на левой панели
приборной доски.
Положение опор шасси определяется по четырем лампам
индикатора: трем зеленым выпущенного положения и красной
лампе помежуточного положения.
Погасание всех ламп соответствует убранному положению шасси.
При несходе любой из опор с замка убранного положения при
выпуске шасси красная лампа горит в проблесковом режиме.

36.

Указатель командного давления в
тормозах главных опор шасси
Пилотажно-посадочный
индикатор ИП-52
Рукоятка крана
выпуска и
уборки шасси
Нижний
центральный
пульт

37. Рукоятка крана аварийного выпуска шасси