起落架的主要作用
起落架是飞机在地面停放、起飞、着陆和滑行时,实现地面支撑的重要装置。它可以吸收着陆时飞机和地面的撞击能量,并实现飞机在地面上的方向控制。

注:本文只讨论起落架的基础内容,不涉及刹车系统。起落架系统控制部分稍后推出!
起落架的配置形式
起落架通常有三种配置形式:前三点式,后三点式和自行车式。
前三点式(重心在主轮之前)
目前绝大多数飞机都采用前三点式的起落架配置,两个主轮保持一定间距左右对称地布置在飞机重心稍后处,前轮布置在机头的下方。
我国大型客机 C919,就采用了这种布置,示意图如下。

前三点式起落架的主要优点是:
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地面运动稳定性好;
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机身与地面接*平近**行,便于旅客登机和货物装卸。飞行员视野较好,避免发动机喷气损坏跑道;
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着陆时,后面两个主轮首先接地,容易操纵。
前三点式起落架的前起落架,承受载荷较大,容易发生摆振。因此前轮一般配置有减摆器,以消除高速滑行中前轮的摆振。
后三点式(重心在主轮之后)
早期在螺旋桨飞机上,广泛采用后三点式起落架。其特点是两个主轮(主起落架)布置在飞机的重心之前(靠近重心),尾轮远离重心,布置在飞机的尾部。
目前采用后三点式起落架的飞机较少。中航工业 设计制造的 运五B 轻型多用途飞机,就采用了后三点式起落架布置。

后三点式起落架的主要优点是:
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构造简单,重量轻;
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易于在螺旋桨飞机上布置;
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停机角与起飞迎角接近,易于起飞,也易于着陆时减速。
但其稳定性较差,易打地转。着陆时需三点接地,操纵困难。而且着陆和刹车不当时,容易倒立。
除固定翼飞机外,部分直升机(例如武直十),也采用了后三点式的布置。

自行车式
这种配置形式较为罕见,它的前轮和主轮前后布置在飞机对称面内(即在机身下部),重心距离前轮或主轮几乎相等,另有辅助轮在两侧机翼下方。
鹞式战斗机,就采用了典型的自行车式起落架配置。

另外一款采用自行车式起落架的一代名机 —— 美国 U2 高空侦察机。为了兼顾大航程,长滞空,其翼展和机身均超级细长,前后自行车式起落架均可向前收入机身。
起飞时,需在机翼一侧或两侧临时安装辅助的起落架,飞机滑到一定速度时自动脱落。

U2 在着陆时,飞行员要努力保持平衡,直到速度降到一定程度后,靠一侧机翼外侧的滑撬接地。
采用自行车式起落架的飞机稳定性较差,起飞滑跑时距离较长。
对于少数飞机,为使飞机达到起飞迎角,需要采取额外措施。例如在起飞滑跑时,伸长前起落架支柱长度或缩短后起落架支柱长度。
民用飞机起落架配置
在民用飞机领域,前三点式应用最广,本文做特别介绍。
现代民机基本都采用前三点式起落架的基本形式,但随着飞机载重能力不断提高,由前三点式发展出多点式(多支柱)的各种形式。
飞机的重心在主起落架之前,但其有多个主起落架支柱。这种多点式布置,一般应用于中远程飞机,例如波音 747。

采用多点式,可以使局部载荷减小,有利于受力结构布置;还能够减小机轮体积,从而减小起落架的收放空间。
起落架的结构形式
单个起落架的结构形式,可分为构架式,支柱套筒式和摇臂式三种。
随着飞行速度的提高,现代飞机的起落架都要求可收放,以减小飞行时的空气阻力。因此,起落架的结构形式也由构架式,逐步发展为支柱套筒式和摇臂式。
构架式起落架
构架式起落架结构简单,重量轻,多用于一些轻型低速飞机和直升机。例如上面提到的 运五B 轻型多用途飞机。
支柱套筒式起落架
支柱套筒式起落架的减震支柱,由外筒和活塞杆套接起来。减震支柱的上端连接机体或机翼,下端连接机轮。

其结构简单,重量轻,较可靠,撑杆可兼作收放作动筒。但是受到水平撞击时减震效果差,活塞杆容易磨损,减震器的密封装置性能变差。
目前民用飞机上使用的,大多是支柱套筒式起落架。
摇臂式起落架
摇臂式起落架一般分为两种形式,一种是减震器与承力支柱分开,另一种是减震器与承力支柱合二为一。
这类起落架在民用飞机上应用不多,下图是 雅克-130 教练机上的摇臂式起落架。

起落架的减震装置
不管哪种结构形式的起落架,一般配置有减震装置(轮胎和减震器)。
减震装置通过尽可能大的变形来吸收撞击能量(大部分由减震器吸收,少部分由轮胎吸收),从而减小飞机垂直加速度,减少撞击力。
现代飞机上使用最多的是油液空气减震器。当减震器受撞击压缩时,空气的作用相当于弹簧,贮存能量。
而油液以极高的速度穿过小孔,吸收大量撞击能量,把它们转变为热能,从而使飞机接地后很快稳定下来。
起落架的收放形式
对于具备起落架收放功能的飞机,其前起落架大多采用向前收起的方式。
而主起落架则有多种收放形式。
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沿翼展方向,向内收起
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沿翼展方向,向外收起
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沿翼弦方向,向前收起
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沿翼弦方向,向后收起
空客 A320 的起落架收放,采用了第一种形式。

波音 777 的收放形式也类似,如下图所示。
