Уикипедия

Устройства за излитане и кацане на летателни апарати: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
BotNinja (беседа | приноси)
Ботове
562 695 редакции
1 съкращение при използване на шаблон
BotNinja (беседа | приноси)
Ботове
562 695 редакции
м без right/дясно в картинки (x30); форматиране: 3x А|А(Б)
Ред 1:
[[File:Antonov-225 main landing gear 2.jpg|thumb|right|300px|Колесник на Антонов-225 Мрия]]
[[File:Piper.cub.750pix.jpg|thumb|right|200px|Конструкция на колесника от 30 години на ХХ век на популярният Piper cub]]
[[ImageFile:CNAM-IMG 0625.jpg|thumb|right|200px|Триопорна схема с колесник и опашно колело на [[Блерио XI]]- 1909 г.]]
[[File:Cessna.150e.g-atef.arp.jpg|thumb|right|200px|Cessna 150Е с устройство за излитане и кацане по триопорна схема с носово колело]]
[[File:Antonov An-225 at Farnborough 1990 airshow.jpg|thumb|right|200px| Ан-225 с устройство за излитане и кацане по триопорна схема с предни носови опорни колела и многостоечен колесник]]
[[КартинкаFile:Wheel skis.jpg|thumb|right|200px|Допълнително монтирана ска към колесник на самолет]]
[[ImageFile:B-36 tracked gear edit.jpg |thumb|right|200px|Бомбардировач Convair B-36 (Конвейор Б-36) с експериментален колесник с верижен движител ]]
[[ImageFile:Undercarriage.b747.arp.jpg|thumb|right|200px|Boeing 747 с колесник по многоопорна схема ]]
 
'''Устройствата за излитане и кацане''' на [[летателен апарат|летателните апарати]] са системи, елемент от [[конструкция]]та им, които включват всички устройства, работещи съвместно с колесника, и които обезпечават необходимите условия за тяхното движение върху земната повърхност, рулиране, излитане и приземяване. <ref name= boris>Маджаров, проф. д.т.н. Борис, Аеродинамика на летателните апарати. Кратък курс, катедра „Възд. транспорт“, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“ АД, София, 2000, с. 7</ref>
Ред 12:
Тази съвкупност от технически средства е популярна още с наименованието ходова част, '''[[шаси]]''' ({{lang-fr|châssis}}) или '''колесник''', макар последното да се отнася само за един елемент от цялата система. Тези устройства са изпълнени с най-разнообразни конструктивни решения и технически се определят в зависимост от габаритите и предназначението на летателния апарат, както и от летателната площадка и нейното физическо състояние – мека [[почва]], твърда земна повърхност, [[Сняг|заснежена повърхност]], [[асфалт]] или [[бетон]] и [[вода|водна повърхност]].
 
В повече от 100 годишната история на авиацията тези устройства се променят, усъвършенстват и позволяват построяването на по-тежки, по-скоростни летателни апарати, с по-добри аеродинамични характеристики и по-висока икономическа ефективност при експлоатацията им. Това е първото, което се вижда в исторически план – от първия [[самолет]] [[Флайер I]] на [[Братя Райт|братя Райт]], който за излитане и кацане има една дървена ска, до многото стойки на колесника и десетките колела на самолета [[Антонов Ан-225 Мрия]].
 
==Предназначение==
[[File:Flickr - Official U.S. Navy Imagery - 120507-N-JO908-032.jpg|thumb|right|200px|Двуопорна система използвана при изтребител с вертикално излитане AV-8B Harrier. Виждат се помощните колела на крилата]]
 
[[КартинкаFile:Wasserflugzeug 01 KMJ.jpg|thumb|right|200px|Самолет с поплавъци]]
[[ImageFile:Mallard G73.jpg|thumb|right|200px| Grumman Mallard – двумоторен самолет [[Хидроплан|амфибия]]]]
Устройствата за излитане и кацане от земната повърхност включват сложен комплекс от [[Механизъм|механизми]], [[Хидравлика|хидравлични]] елементи и тяхното управление и силови елементи в [[конструкция]]та на [[центроплан]]а или [[фюзелаж]]а. Те обезпечават рулиране, излитане и кацане от летателни площадки върху грунд, специално покрити летателни полоси (писти) или заснежена повърхност и вода. С тях трябва да се удовлетворяват едни от основните летателни характеристики – неголеми скорости при излитане и кацане, малки дистанции за засилване и пробег и добра устойчивост и управляемост по време на рулирането. <ref>Маджаров, проф. Борис.Аеродинамика на летателните апарати, Катедра „Въздушен транспорт“ ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2000, с. 4 </ref>
 
Ред 45:
* '''Триопорна схема със задна опора''' реализирана с колесник и опашно колело. Това е първата основна схема. Използва се до края на [[Втора световна война|Втората световна война]]. Поради простотата си понастоящем се прилага в някои евтини леки модели самолети и в такива построени от конструктори любители. Двете основни стойки се намират пред центъра на масата или близо до него. В покой върху тях действат 90% от теглото на летателния апарат. Опашната опора е изнесена далеч назад и носи около 10% от теглото на апарата <ref name = "il"></ref> и затова е малка и компактна. Като пример за използване на такава схема са самолетите [[Лаз-7]], [[DC-3]], [[Junkers Ju 52/3m]].
* '''Триопорна схема с колесник и носово колело''' е втората основна схема. Схемата е характерна за произвежданите самолети след Втората световна война и се използва масово в произвежданите понастоящем самолети от гражданската и военната авиация.
[[File:US_Navy_030224-N-8029P-003_directs_a_commercial_Bell_4_helicopter_into_landing_position.jpg|thumb|right|200px|Устройство за излитане и кацане на хеликоптер с шейна (плъзгач)]]
[[File:SEV-3 and Seversky.jpg|thumb|right|200px|Покриване на колесника с обтекатели на SEV-3 ]]
[[File:DAR-3 Garwan.jpg|thumb|right|200px|ДАР-3 „Гарван“ с неприбираем колесник и специални обтекатели за стойките и колелата]]
На базата на тези две основни класически схеми са разработени и се експлоатират летателни апарати използващи същите принципи, но с други експлоатационни качества и възможности. <ref> Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 200 ISBN 954-9518-17-5</ref>
* '''Триопорна схема със ски'''. Такова устройство е предназначено основно за използване върху грунд със снежна покривка. Някои конструкции на колесници позволяват допълнително да се монтират ски към колелата на колесника. <ref> Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 197 ISBN 954-9518-17-5</ref>
Ред 71:
 
===Триопорна схема с опашно колело===
[[File:De Havilland DH.82 Tiger Moth - undercarriage tailwheel detail.jpg|thumb|right|200px|Опашно колело на De Havilland DH.82 Tiger Moth. Вижда се връзката с вертикалния стабилизатор за управление на колелото]]
Триопорната схема с опашно колело или бекил, наричан още рило, в исторически план е първото техническо решение прието и масово използвано в летателните апарати. Разполага с колесник с две основни колела отпред, изнесени пред центъра на тежестта на самолета, и опашна опора в края. Така опашното колело, което носи около 10% от общото тегло, <ref name = "il"></ref> има значително по-малки габарити от основните колелата на колесника. Такава форма и размери не влошава съществено аеродинамиката на самолета при обтичането на [[фюзелаж]]а и не увеличава челното съпротивление. Опашното колело е свързано с вертикалния стабилизатор за управление на посока в хоризонталната равнина и осъществява управлението на самолета на земята. Това преместване при полет увеличава съпротивлението, което затруднява пилотирането, поради отклоняването от курса. Макар и да е по-евтино техническо решение, смята се че управлението на самолета е по-трудно при излитане и приземяване. Отдалечаването на задната опора от центъра на тежестта налага и специално обучение на пилотите, особено за изпълнението на фазата на полета приземяване. Това е от особена значение за витловите самолети, където доброто успешно приземяване е едновременното приземяване на трите опорни точки. С вирнатия нос на самолета се осигурява добър запас за проходимостта на [[Въздушен винт|въздушния винт]] и се предотвратява неговото аварийно удряне в земята или капотаж на самолета. Характерното за тези устройства е, че независимо от това дали е сгъваем или неприбираем основният колесник, опашното колело е неприбираемо.
 
Ред 78:
:- затруднен обзор при рулиране, засилване и при кацане;
:- влияние върху попътната устойчивост от опашното колело. <ref name = "il"></ref>
[[File:British Airways Concorde G-BOAC 03.jpg|thumb|right|200px|Британски Конкорд G-BOAC. Вижда се в края на фюзелажа помощното колело за защита на опашката ]]
Опашно колело се поставя и на някои съвременни самолети. То не се използва за излитане и приземяване. Такова фиксирано малко опашно колело има предназначение при нужда да защити задната част на фюзелажа. При излитане с голям ъгъл на атака на самолети с реактивни двигатели (като например тези с делта крила или със силно изразена стреловидност), това колело не позволява удар в опашката и не се допуска опашната част на самолета да се допре аварийно на полосата. <ref>Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 199 ISBN 954-9518-17-5 </ref> Примери за това са Me 163 Komet <ref name= "Igor"></ref>, и самолета [[Конкорд|Конкорд (самолет)]]. <ref name = "TU"></ref>
 
Ред 110:
 
===Сгъваеми и неприбираеми колесници===
[[File:Premier train penaud.jpg|thumb|right|250px|Проект на аероплан на Алфонс Пено от 1876 г. със сгъваем колесник]]
[[ImageFile:Undercarriage anim.gif|thumb|right|200px|Анимация- сгъваем колесник в крилото на самолет]]
В исторически план самолетите, произвеждани до началото на Втората световна война са с неприбираеми колесници. За подобрявяне на аеродинамиката, върху стойките са монтирани специални обтекатели на колелата и стойките. Примери за това са известният бомбардировач [[Junkers Ju 87]] и бойния [[PZL.23 Karas]] полско производство. Въпреки мерките за подобряване на аеродинамиката, скоростта на самолетите не надхвърля 400 km/h. Съвременните нискоскоростни самолети за учебни цели, леките и свърхлеките самолети, мотогондолите на [[Делтаплан|делтапланитеделтаплан]]ите обикновено са изпълнени по тази евтина конструктивна схема. Тази схема се използва и в леките многоцелеви граждански и служебни самолети като например [[Cessna 208 Caravan]].
 
За изпълнение условията за намаляване челното съпротивление, подобряване аеродинамичните качества и увеличаване скоростта, за удовлетворителни характеристики за добра устойчивост, управляемост и икономичност по време на полет, в съвременните самолети колесникът се сгъва и прибира, за да се получи добра [[Аеродинамична форма|аеродинамично обтекаема форма]]. <ref>Маджаров, проф. Борис.Аеродинамика на летателните апарати, Катедра „Въздушен транспорт“ ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2000, с. 4 </ref> Идеята за реализиране на прибиращ се колесник за пръв път е предложена от Алфонс Пено (Alphonse Pénaud) и Пол Гошо (Paul Gauchot) през 1876 г. <ref>[http://digitalgallery.nypl.org/nypldigital/id?1693475 Последната страница на бревет 117.574 ]</ref> <ref>[http://digitalgallery.nypl.org/nypldigital/id?1693476 Planche I et II du brevet № 111.574]</ref> Поради сложността на механизма такава схема не е използвана до края на [[Първа световна война|Първата световна война]]. Подвижната ходова част на летателния апарат е значително по-сложна за изпълнение, изисква разработката на нови кинематични схеми и нов тип надеждни хидравлични, пневматични и електрически системи, увеличава теглото на самолета и намалява обемите, които може да се използват за пренос на горива, граждански или военен товар. По тези причина, независимо от влошаването на аеродинамичните показатели, авиоконструкторите до началото на 40-те години на ХХ век използват неприбираеми колесници, на които се поставят подходящи обтекатели за намаляване на челното съпротивление.
Ред 136:
 
=== Безопасност и компромиси ===
Основните схеми в конструкцията на устройствата за излитане и кацане се прилагат във всички летателни апарати. И макар да използват една принципна схема, в сложността си тези системи много се различават. Основен фактор при техническия избор на тези устройства са теглото на летателния апарат, скоростта му за излитане и кацане и видът на площадката ползвана за това, полетна скорост и производствената цена на апарата. Леките и ултралеките самолети за граждански цели или такива построени от любители, [[Делтаплан|делтапланеритеделтаплан]]ерите и др., използват възможно най-простите конструктивни решения. Въпреки това за безопасност при ползване са създадени задължителни норми, които трябва да гарантират безаварийност при експлоатацията им. Например задължително изискване към основните и носовите опори на любителските конструкции е да имат диаметър на колелото по-голям от 30 cm, устройството да обезпечава просвет повече от 15 cm за проходимост на въздушния винт, устройството за излитане и кацане да се оразмери за кацане със вертикална скорост по-голяма от 2,5 m/s. <ref>Общие технические требования к апаратам любительской постройки (ОТТ), Министерство авиационной промишлености СССР, Самолет – своими руками, сп. Моделист Конструктор, кн. 9, 1988, с. 16</ref> Спортните самолети, макар и да спадат към категорията на леките, поради по-високата скорост и високи изисквания за маневреност, имат изчистена аеродинамика и усложнена схема с прибираеми колесници, така както се реализират летателните апарати за военни цели и граждански транспорт. Независимо от избраната схема, техническата конструкция и материалите за изграждането и&#768;, оразмеряването на устройството за излитане и кацане трябва винаги надеждно да обезпечи пълна безопасност при експлоатация на летателния апарат във всички фази на полета.
 
<div align="center">
Ред 154:
* Максимален ъгъл на напречен наклон при кацане '''ε<sub>1</sub>''' и '''ε<sub>2</sub>'''. Това е ъгълът между равнината на летателната полоса в допирната точка на колесника и най-ниската част от мотогондолата, разположена на центроплана след опората, или края на крилото. Този ъгъл определя максималния крен при кацане на самолета, без да настъпи [[авиационен инцидент]].
* Височина '''Н'''. Определя се от повърхността на летателното поле и най-ниската точка от повърхността на фюзелажа или крилата (при долноплощник) до полосата. Тук трябва да се има предвид и разстоянието от края на въздушния винт до земната повърхност, което трябва да е по-голямо от 150 – 200 mm (за леки и свърхлеки самолети)<ref name= "inj"/> и зависи от покритието на площадката за излитане и кацане;
[[File:Landing gear schematic.svg|thumb|right|200px| Основни конструктивни елементи на прибираем колесник: 1- основното задвижване, хидравличен цилиндър с бутало, 2- кинематични подпори, 3- стойка с амортизатор, 4- ос, 5- колело и 6- силова конструкции на летателния апарат]]
* Надлъжна база – '''b'''. Разстоянието между основната опора и опашната опора или носовото колело;
* Ширина на следата (коловоз) – '''В''' е разстоянието между основните опори измерено по напречната ос на летателния апарат;<ref name = "BM">Маджаров, проф. Борис.Аеродинамика на летателните апарати, Катедра „Въздушен транспорт“ ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2000, с. 24 </ref>
Ред 194:
* '''Кинематични схеми за вдигане и спускане на колесника'''. Кинематичните схеми конструктивно се създават за конкретната [[конструкция]] на планера. Изискването към устройствата е да се осигури прибирането в ниши, без да се прекъсват основни силови елементи или такива от автоматиката на управляващите системи. Кинематичната схема за колесника съдържа надеждно свързани механизми и хидравлични или други управляващи елементи, създаващи силовата конструкция, която трябва да обезпечи работа при тежки условия и високи натоварвания. Постигането на тези условия и по-проста кинематична схема обикновено води до увеличаване теглото на колесника. <ref name= "val"></ref>
 
[[File:Convair XB-36 main landing gear detail 061128-F-1234S-028.jpg|thumb|right|200px|Колело от основния колесник на шестмоторният Convair XB-36 самолет на САЩ от 1941 г.]]
[[File:RAF Museum Cosford - DSC08304.JPG|thumb|right|200px|Разрез на самолетно колело – музеен експонат]]
[[File:Drum brake testrender.jpg|thumb|right|200px|Барабанно – челюстни спирачки]]
[[File:ILA 2008 PD 953.JPG|thumb|right|Многодискова спирачна система на самолетно колело – музеен експонат]]
 
====[[Колело]]====
Ред 216:
Основните му функции са да поеме и разсее компонентата на [[Кинетична енергия|кинетичната енергия]] в резултат на вертикалната [[скорост]] при кацане. Тази функция го определя като задължителен елемент за всеки колесник и неговата конструкция, качества за еластичност и възможности за демпфиране се определят за конкретния летателен апарат. Амортизаторът трябва да има едновременно еластични и демпфиращи свойства. С тези си качества неговите еластични качества не позволяват деформиране на конструкцията на планера, а демпфиращите свойства на амортизатора защитава конструкцията от продължителни вертикални трептения. Амортизаторът често се използва и като основен опорен елемент на колесника като съвместява и носещите функции на стойките. Използват се пружинни и течно-газови амортизатори.<ref>Илиев, Валентин. Летателни апарати конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 218 ISBN 954-9518-17-5</ref>
 
[[КартинкаFile:Cessna 165 Keevil 28.05.06R.jpg|thumb|right|200px|Cessna 165 със стойки в изпълнение като листови пружинни амортизатори ]]
:-'''Пружинните амортизатори''' се изпълняват от листови или винтови пружини. Тяхната ефективност е ниска – достига до 50%. Простотата и евтината конструкция е причината да се използват предимно в леки въздухоплавателни средства. Подобен сводест колесник реализиран с ударопоглъщащ амортизатор от листова стомана е поставен на Cessna 165. <ref> Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 219 ISBN 954-9518-17-5</ref>
:-'''Гумени амортизатори'''. Намират приложение в леките самолети и имат ефективност до 60%. Имат способност да разсейва повече енергия отколкото пружинните. Реализира се с гумени дискове които работят на натиск, като се монтират директно на стойката или в специално оформен цилиндър.<ref> Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 220 ISBN 954-9518-17-5</ref>
:-'''Течно-газови амортизатори'''. Този тип амортизатори са най-масово използваните при тежките самолети и се вграждат в голяма част от леките летателни апарати. Популярността за приложението на това устройство са високата му ефективност, достигаща до 80 – 90%, несложната конструкция и възможността за точно регулиране до постигане на необходимите работни характеристики. Разработените ''газови амортизатори'' са ударопоглъщащи устройства за сметка на свиването на газа в цилиндър от бутало, задействано от стеблото на амортизатора. Недостатък на тази конструкция е, че не се разсейва енергия, поради липсата на хистерезис в неговата работна диаграма. <ref> Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра Въздушен транспорт, ТУ-София, Издателство „Мадара-Принт“, София, 2002, с. 221 – 224 ISBN 954-9518-17-5</ref>
[[File:Ju-52-landing gear.jpg|thumb|right|200px|Неприбираем колесник на [[Junkers Ju 52/3m|Ju-52 3/m]] със стойка амортизатор и допълнителни напречна и надлъжна стойка]]
[[File:Train-d-atterrissage-Concorde.jpg|thumb|right|200px|Основна и допълнителни напречна и надлъжна стойки на Конкорд]]
:Разработен е и намира приложение т. нар. ''хидравличен демпфер'' – амортизатор с използването на течност, където практически се приема че течността е несвиваема. Поглъщането на енергията на силите действащи върху пръта на амортизатора става чрез изтичането на течността през диафрагма на преграда в цилиндъра в резултат от налягането осъществявано от системата прът-бутало. В този амортизатор цикълът свиване-разтягане се реализира с правия и обратен ход на буталото и хистерезисната крива на действие показва разсейването на енергията.
 
Ред 234:
Ключалките са механични елементи които се използват за фиксиране на състоянието на спуснатия или прибрания колесник. Това обикновено се реализира автоматично с механичен принцип на работа. Отключването се извършва с механично задвижване или с хидроцилиндър, като това е част от последователността по процеса на прибиране или спускане на колесника. Изискването към заключващите елементи е надеждно да задържат състоянието на колесника в двете възможни състояния. Състоянието на заключващата система се контролира чрез светлинна индикация на пулта в пилотската кабина. <ref name = "kl"></ref>
 
[[ФайлFile:Boeing 747-406, KLM Royal Dutch Airlines JP6078099.jpg|thumb|right|250px|Приземяване на Boeing 747 – 406 на едно от десетте най-трудни за кацане летища в света Princess Juliana Int'l на островите [[Сен Мартен]] (Saint-Martin). Вижда се положението на количката]]
[[File:A330-300 Northwest Airlines N805NW.jpg|thumb|right|250px|Положение на количката при кацане]]
 
==== Хидроцилиндри ====
Ред 250:
==== Опорни възли ====
Това са силовите елементи в планера, в които се закрепва колесника. Свързването на напречните и надлъжните стойки е шарнирно. С оглед защита на основната конструкция на планера, в някои модели самолети тези възли се разрушават при много грубо или аварийно кацане. По този начин като предпазители, разрушаването на опорните възли предпазват от разрушаване останалата част от конструкцията. <ref name= "val"></ref>
[[File:Airbus A330 Air Europa.jpg|thumb|right|200px|Приземяването – върхов момент на натоварване на шасито]]
 
=== Натоварване на колесника ===
Ред 287:
Значителни натоварвания има и в режим на спиране, както и в резултат на странични натоварвания при завой на летателното поле. Движението с малка скорост по земята поради неравност също натоварва цялата система, като възникналите сили се преодоляват с демпфащите качества на гумата и амортизатора. <ref>Илиев, Валентин. Летателни апарати. Конструкция и якост, Катедра „Въздушен транспорт“, ТУ -София, София, с. 208 ISBN 954-9518-17-5</ref>
 
[[КартинкаFile:JetBlue292Landing.jpg|thumb|right|200px|Ербъс А320 при аварийно кацане с повреден носов колесник на летището в Лос Анджелис на 21.09.2005 г.]]
 
== Аварии с устройствата за излитане и кацане ==
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Устройства_за_излитане_и_кацане_на_летателни_апарати“.