Подсистема выпуска и уборки шасси

 

На транспортных самолётах используется трёхопорная схема шасси с вынесенной вперёд передней стойкой.

Если шасси не убирается, то изменяется план полёта и самолёт возвращается на аэродром взлёта, поэтому более высокие требования по надёжности предъявляются к выпуску шасси. Передняя стойка часто убирается по полёту, в результате чего и вес, и аэродинамические силы помогают опоре стать на замки выпущенного положения.

Во время уборки на шасси действуют сила веса G_ш и её момент М_G, аэродинамические силы, создающие М_А, и силы трения, определяющие момент М_ТР. На начальном этапе проектирования массу шасси можно найти обработкой статистических данных.

Момент от силы веса равен

М_G=Н G_ш n sinα ,

где Н-высота стойки, n - максимальная эксплуатационная перегрузка, которая должна быть не менее 2, α -угол поворота шасси (рис.72).

 

 

Рис.72 Схема шасси

Рис.73 Схема шасси

 

Момент от аэродинамических сил при уборке вперёд определяется по выражению

М_А=с_хSbq cosα,

где с_х- коэффициент лобового сопротивления стойки шасси, S- площадь поверхности шасси, обтекаемая воздушным потоком, b- радиус приложения аэродинамической силы, q - скоростной напор.

На рис.73 приведены ориентировочные данные с_хS основных частей опоры типовой схемы.

На убирающиеся вбок основные стойки действует аэродинамическая сила, возникающая при полёте со скольжением

М_А=с_z SqН cosα,

где с_z – коэффициент аэродинамической силы при скольжении.

Момент трения при уборке опор принимают равным 20% от суммарного момента, поэтому полный момент при уборке шасси равен

М_Σ(α)=1,2[М_G(α)+ М_А(α)].

Зная этот момент для взятого угла α и геометрические характеристики кинематических связей цилиндра со стойкой шасси, можно найти силу F на штоке, которую должен преодолевать гидравлический цилиндр. В результате получается зависимость F=f(α) и для работы

А= М_Σ(α)dα,

а по ней находится мощность, необходимая для уборки шасси

N= .

Суммарное время уборки τ_уб для транспортных самолётов равно 10-50 с и оно обычно задаётся. Поскольку во время уборки τ _Σуб входит и время открытия и закрытия створок, время уборки самого шасси обычно считают равным τ_уб=0,8 τ _Σуб.

После определения нагрузок на шасси (штоки поршней гидравлических цилиндров) при проектировании переходят к гидравлическому расчёту подсистемы выпуска- уборки опор шасси. Этот расчёт имеет особенность, связанную с тем, что у гидроподъёмников шасси поршень имеет один шток. Поэтому если он двигается так, как показано на рис.74, будут иметь место соотношения

Рис. 74 Схема системы с несимметричным поршнем

QН =VП Q СЛ=VП . Отсюда:   QCЛ=QН/КП.   При движении в обратную сторону QН=VП QСЛ=VП QСЛ=QНКП.

 

Отсюда следует, что при графическом решении и построении характеристики сливного трубопровода её масштаб из расчёта на Q_Н нужно или увеличить (умножить) на К_П или уменьшить (разделить). После изменения масштаба сложение производится обычным способом.

Подсистема выпуска и уборки шасси должна обеспечить порядок срабатывания элементов. В общем случае при уборке сначала нужно снять с замков убранного положения створки, затем открыть их и зафиксировать в открытом положении. После этого должны быть сняты с замков выпущенного положения опоры шасси, убраны и зафиксированы в убранном положении. Затем закрываются створки и ставятся на замки убранного положения. Фиксирование створок в открытом положении осуществляется или давлением жидкости в гидроцилиндрах, или гидравлическими замками (Як-42); могут иметься шариковые замки (Ту -154).

Гидравлические схемы подсистемы выпуска-уборки шасси достаточно сложны. Как правило, сначала имеются трёхходовые, двухпозиционные клапаны включения-отключения 1 (рис. 75), затем по схеме располагаются клапаны управления 2 четырёхходовые, трёхпозиционные. Они могут иметься отдельно для управления гидроцилиндра выпуска-уборки шасси и отдельно для гидроцилиндра створок (Ил-62, Ил-76, Ил-86), или может быть один общий (Ту-154). После кранов управления в схеме находятся цилиндры замков створок 3 и замков опор 4, цилиндры-гидроподъёмники шасси 5, цилиндры-подкосы 6 и цилиндры створок 7. Каждая стойка имеет свою схему и аналогичный состав элементов.

Необходимая последовательность срабатывания электрогидрокранов обеспечивается, в основном, системой концевых выключателей, механически связанных с элементами конструкции опор и створок, то есть в конце хода предыдущего элемента обжимается концевой выключатель. По его сигналу поступает ток в следующий электрогидравлический кран, подающий жидкость под давлением в нужный в данный момент исполнительный элемент.

Рис.75.

Схема подсистемы управления шасси

 

Передача функций может быть осуществлена не только электрическим путём, но и механико-гидравлическим. Так на самолётах Ил-62, Ил-76 жидкость сначала поступает в гидравлический цилиндр-выключатель замка. Он перемещается, нажимает на защёлку замка убранного положения опор, поворачивает её, в результате чего замок открывается. В конце хода цилиндра-выключателя болтом его поршня захватывается конический клапан, который пропускает жидкость в гидроцилиндр опоры. В гидросистеме самолёта Ту-154 при выпуске шасси сначала жидкость поступает в гидроцилиндр створок. В конце хода его поршень нажимает на рычаг, а он, в свою очередь, нажимает на перепускной клапан, перемещает его, в результате чего жидкость направляется к цилиндру замка опоры, в конце хода которого открывается обратный клапан и жидкость под давлением поступает к цилиндру-подкосу стойки для выпуска ноги. В конце хода опоры срабатывает также механический привод (рычаг) и открывает шариковый клапан на цилиндре-подкосе, через который жидкость поступает к цилиндру створок и они закрываются. Стремление не использовать электрические элементы вызвано недостаточной их надёжностью.

В цилиндрах опор и створок могут быть цанговые и шариковые замки (Ту-154). Устанавливаются также гидравлические замки, фиксирующие ноги в выпущенном положении (Як-42).

Для обеспечения плавности выпуска и постановки на замки в гидросистемах имеются дроссели. Дросселирование в конце хода поршня обеспечивается и конструкцией цилиндров. В них в конце хода могут быть сквозные радиальные сверления диаметром 1 мм. Перемещаясь, поршень вытесняет жидкость через эти отверстия. Чем ближе к концу хода, тем больше этих отверстий будет перекрыто и, соответственно, будет меньше их общая площадь, расход и скорость перемещения. В гидравлических цилиндрах устанавливаются различные дроссели, нажимая на которые, поршень уменьшает их проходное сечение и расход, тем более чем ближе к концу хода.

Во время работы системы на выпуск, когда опоры двигаются под действием собственного веса, полости гидроподъёмников обычно закольцовываются для уменьшения расхода жидкости и ускорения процесса.

Как уже отмечалось, к выпуску шасси предъявляются бόльшие требования по надёжности.

В гидросистеме самолёта Ту-154 основной выпуск производится от первого блока питания. Если от него выпустить не удаётся, то после движения по кругу над аэродромом производится выпуск от второго блока. Жидкость при этом перемещается несколько иным путём и для аварийного выпуска имеются дополнительные элементы в системе. Если же и после этого шасси не выпускаются, то осуществляется выпуск от третьего блока питания. На самолёте Ил- 86 с тяжёлым шасси, если опоры не стали на замки выпущенного положения, вступает в работу другой цилиндр-подкос 6 (рис. 75) с клапаном включения, запитываемым от своего блока питания, т.е. в случае более тяжёлого шасси здесь дублируется лишь цилиндр-подкос, т.к. вес шасси помогает стать на замки выпущенного положения. Для обеспечения надёжности выпуск-уборка различных опор может производиться от своих блоков питания.

При аварийном выпуске створки могут не закрываться (Ту-154) и закрываться (Ил-76).

В системах самолётов Ту-154 и Ил-76 устанавливаются аккумуляторы (антипульсаторы, гасители пульсации), дроссели, смягчающие резкие повышения давления и предохраняющие замки от самопроизвольного открытия.

Обычно время уборки шасси больше, чем выпуска; так на самолёте Ил-86 t_У=27с, t_В=20с; на самолёте Ил-76 t_У=23с, t_В=18с; на Ил-62 t_У=23с, t_В=14с. На самолёте Ту-154 - не более 10с, а на Як-40 - не более 25с.

Вопросы для самопроверки

1. Как резервируются подсистемы выпуска-уборки шасси?

2. Какие особенности расчёта имеют подсистемы с несимметричным поршнем?

3. Из каких элементов состоит подсистема выпуска-уборки шасси? Как обеспечивается порядок их срабатывания?

4. Какими способами может обеспечиваться плавность постановки шасси на замки?