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周光复:飞机起落架的演进

2023-10-02 12:34阅读:
从无到有
周光复:飞机起落架的演进
图1 从匈牙利1978年发行的20福林小型张就可以看出,莱特兄弟发明的世界上第一架飞机不具备起飞、着落装置(图1),起飞和降落全靠机翼下面固定着的两条木质滑橇支撑。
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图2 科特迪瓦印刷样票
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图3
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图4
飞机问世之初的1903至1906年间,在起飞、降落时,一旦碰到大风,轻者机翼受损,重者机毁人亡。为了避免出事故,当时的飞机大都是在水面上进行试飞,起落装置都为固定浮筒式(图2。后来才发展为轮式(图3,滑橇式(图4,两者都用于陆上飞行,而滑橇式飞机用于冰上或雪地起和滑行。
周光复:飞机起落架的演进
图5
巴西的著名飞机研制者杜蒙,1906年开始在飞机身体底部装上了起落用的轮子。在乌拉圭发行的 “向桑托斯·杜蒙致敬”邮票,不但展现了杜蒙的光辉形象,同时也把当年的飞机全貌一览无遗地刻划出来(图5)
照搬汽车四个轮子
飞机起飞和着落性能的优劣,对飞机的安全可靠有着直接影响起落装置在飞机上如何布局与飞机的振动,着落速度、方式等休戚相关。所有这一切都随着飞机研制、发展而演进。
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图6 苏联1966年邮资封
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图7
1910年开敞式飞机(图6)以及圣玛力诺邮票(图7),都能看出早期飞机起落架曾经用过汽车式的个轮子。但因结构复杂,重量和阻力较大,特别是四点不易收放平稳,后来实践证明,有三个支点就够了,因此开始在飞机上使用和推广三点式。
支点分布不同的起落架
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图8 德国邮资机戳
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图9
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图10
按飞机起落架支点相对于飞机重心的位置,分前三点式起落架飞机(图8、后三点式起落架飞机(图9)和自行车式起落架飞机(图10)
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图11
早期的飞机机身前部都装有活塞发动机和螺旋桨叶,再安装一只起落架比较困难,因此后三点起落架获得广泛运用。吉布提1983年发行的木质材料小型张边纸图案的螺旋桨发动机飞机(图11),后三点式起落架的两个主轮放在飞机的重心之前且紧靠重心,尾轮则按放在飞机纵轴平面的尾部。
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图12
前三点式起落架飞机在1910年至1915年就出现了,到40年代后期喷气式飞机出现以后,它才逐渐流行起来。前三点式起落架前轮放在飞机纵轴平面的头部(图12),它的特点是能以较大速度着陆,若前方遇到障碍急刹车也不易“倒立”而出事故。
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图13
70年代中期在有些高速重型飞机上又出现了自行车式的起落架,是把两个大致相同的主轮,一前一后地安装在机身上,位于机身的纵轴面内。另外,在两个机翼处各装有辅助轮,以防止飞机倒向两侧而损坏机翼,圣多美和普林西比分色样票上协和飞机起落架就是这种样式(图13)。这种形式主要用于机翼剖面较薄的高速喷气机,因薄机翼翼面体内里不易收放起落架,而机身空间比较大,故收放起落架比较容易。
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图14
20世纪二三十年代,飞机的起落架都是固定地暴露在气流中,科学家们计算认为高速飞行时,起落架的阻力可能占飞机总阻力的30%40%,甚至50%。另外,起落架暴露在外面既不美观也没有必要。因此,从30年代后期开始出现收放式起落架。现代飞机还为收放起落架在机身或机翼中,设计了可灵活开启的起落架舱门(图14)

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