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 天高任鸟飞:航空航天卷
1.3.2.18 前三点

前三点

大家都知道,任何人造的飞行器都有离地升空的过程,而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外,绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。飞机实现这一起飞、着陆功能的装置主要是起落架。

飞机的起落装置是用来支持飞机并使它能在地面和水平面起落和停放。陆上飞机的起落装置,大都由减震支柱和机轮等组成。如果一对主要承载起落架位于飞机重心之后,另一个起落架位于机头之下,那就是前三点式起落架。前三点式起落架多为现代飞机所采纳(图15)。

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图15 前三点式起落架

起落架有点像汽车的车轮,但比汽车的车轮复杂得多,而且强度也大得多,它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。起落架主要承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力;承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量;滑跑与滑行时的制动;滑跑与滑行时操纵飞机。

过去由于飞机的飞行速度低,对飞机气动外形的要求不十分严格,因此飞机的起落架都是固定的。这种起落架制造简单,当飞机升空后,起落架仍然暴露在机身之外。但随着飞机飞行速度的不断提高,飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加。这时暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能,阻碍了飞行速度的进一步提高。因此,人们便设计出了可收放的起落架,当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内,以获得良好的气动性能,飞机着陆时再将起落架放下来。有得必有失,可收放的起落架增加了复杂的收放系统,使得飞机的总重有所增加。但总的说来是得大于失,因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机,起落架绝大部分都是可以收放的,只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架(如蜜蜂系列超轻型飞机)。

前三点式起落架的主要优点有:①着陆简单,安全可靠。若着陆时的实际速度大于规定值,则在主轮接地时,作用在主轮的撞击力使迎角急剧减小,因而不可能产生后三点式起落架那样的“跳跃”现象。②具有良好的方向稳定性,侧风着陆时较安全,地面滑行时操纵转弯较灵活。③无倒立危险,因而允许强烈制动,可以减小着陆后的滑跑距离。④在停机或起落滑跑时,飞机机身处于水平或接近水平的状态,因而向下的视界较好,同时喷气式飞机上的发动机排出的燃气不会直接喷向跑道,对跑道的影响较小。

前三点式起落架依然存在许多缺点。前起落架的安排较困难,尤其是对单发动机的飞机,机身前部剩余的空间很小;前起落架承受的载荷大、尺寸大、构造复杂,因而质量大;着陆滑跑时处于小迎角状态,不能充分利用空气阻力进行制动。在不平坦的跑道上滑行时,超越障碍(沟渠、土堆等)的能力也比较差;前轮会产生摆振现象,要有防止摆震的设备和措施,增加了前轮的复杂程度和重量。

尽管如此,由于现代飞机的着陆速度较大,保证着陆时的安全成为考虑确定起落架形式的首要决定因素,而前三点式在这方面与后三点式相比有着明显的优势,因而得到最广泛的应用。