Передняя опора шасси
Передняя опора шасси - одностоечного типа балочной конструкции, с подкосом и непосредственным креплением колеса к штоку амортизатора Передняя опора (рис 35 и 36) установлена в носовой части фюзеляжа и закреплена на нулевом шпангоуте. Амортизационная стойка 13 - основной силовой элемент, связывающий опору шасси (колесо) с конструкцией самолета. Внутренняя полость стойки использована для устройства жидкостно - газового амортизатора. Таблица 8
Подкос 5 представляет собой систему двух стержней, которые, являясь дополнительной опорой стойки, уменьшают изгибающие моменты, действующие на нее, и увеличивают жесткость конструкции. Кроме того, применение подкоса упрощает проблему крепления ноги к планеру самолета. При убранном положении шасси подкос складывается. Цилиндр - подъемник 7 предназначен для уборки и выпуска ноги шасси. Замок убранного положения 6 обеспечивает фиксацию ноги шасси в убранном положении и исключает произвольный выход ноги из этого положения. Колесо 2 - опора передней ноги шасси - нетормозное, неуправляемое, с фиксацией в нейтральном положении при не обжатой стойке. Угол поворота колеса от нейтрального положения при движении по земле ±55°. Гаситель колебаний (демпфер «шимми») 4 служит для предотвращения колебаний самоориентирующегося колеса при разбеге самолета. Для сигнализации положения передней ноги на ней смонтирован механический указатель 9. В убранном положении нога удерживается механическим замком, в выпущенном - шариковым замком цилиндра подъемника и складывающимся подкосом. Амортизационная стойка (рис. 37) передней опоры состоит: из сварных стакана и штока с вилкой для крепления колеса; гасителя колебаний; шлиц шарнира; пакета деталей амортизации и механизма установки колеса передней стойки шасси в нейтральное положение после отрыва колеса от земли. Верхняя часть сварного стакана 23 амортизационной стойки образует вилку для крепления стойки к кронштейну на наклонном нулевом шпангоуте фюзеляжа. В отверстия ушей вилки запрессованы бронзовые втулки 1 под Болты крепления контрятся от проворачивания контровочными шайбами, гайки болтов контрятся шплинтами. В верхнюю часть сварного стакана вварено гнездо. Оно служит для заправки стойки маслом АМГ - 10, а штуцер 2, ввернутый в гнездо, - для зарядки верхней полости амортизационной стойки азотом. В штуцере расположены шток 26 с клапаном 25, пружина 27 и опорная шайба 28. На штуцер навернута заглушка 24, законтренная проволокой. Нижняя часть сварного стакана имеет две проушины для крепления гасителя колебаний 3; под ним установлен обод 6 - стальной цилиндр с запрессованной в него бронзовой втулкой, закрепленный на стакане с помощью гайки 11. Обод связан тягой 5 с рычагом поводка гасителя колебаний 4, а звеньями шлиц - шарнира - со штоком амортизационной стойки. Внутри нижней части сварного стакана с помощью гайки 11 законтренной тремя винтами 12, установлен неподвижный пакет деталей амортизации и механизма установки колеса в нейтральное положение, состоящий из неподвижной бронзовой буксы 10, обтюратора 30, уплотнений 31 и неподвижного профилированного кулачка 9. Винты контрятся проволокой и пломбируются. Полый шток амортизационной стойки выполнен из материала 30ХГСА. На нижнем конце штока приварена вилка для крепления колеса, а в верхний ввернута гайка, крепящая на штоке детали амортизации и механизма установки колеса в нейтральное положение: бронзовая букса, клапан с тремя отверстиями диаметром 1,4 мм, втулка, стопорное кольцо, резиновая манжета, гайка и профилированный кулачок. Кулачок 17 закреплен на штоке амортизационной стойки с помощью двух сухарей. Герметичность амортизаторной стойки обеспечивается пакетом уплотнения, состоящим из фторопластовых шайб и резиновых колец, расположенных в кольцевых выточках на внутренней и внешней поверхности неподвижной буксы и внешней поверхности поршня, расположенного внутри штока. Установка внутри штока стального поршня 19, способного перемещаться вдоль штока (ход — 78 мм), способствует лучшему поглощению ударов при взлете, посадке и рулении на грунтовых аэродромах.
Амортизаторы обычной конструкции обладают небольшим остаточным ходом при максимальных нагрузках во время руления и передают очень большие нагрузки не только на узлы крепления шасси и опорную конструкцию, но и на весь самолет в целом. Эти нагрузки значительно снижают долговечность элементов конструкции самолета.
Учитывая это, на самолете Як-18Т использованы амортизаторы двойного действия, обеспечивающие возможность преодоления неровностей аэродрома с малыми нагрузками на конструкцию планера. Амортизатор состоит из двух воздушных камер, на которые делит полость амортизационной стойки поршень 19. Камера Г через гнездо, в которое ввернут штуцер, заряжается маслом АМГ-10, а через штуцер — азотом до 23 кгс/см2. Камера В заряжается азотом до давления 55 кгс/см2 через штуцер, расположенный в нижней части штока стойки. Работа амортизатора характеризуется диаграммой обжатия (рис. 38), т. е. кривой усилия по ходу штока. Площадь диаграммы заключенная между кривой обжатия, осью перемещений начальной и конечной ординат, равна поглощенной амортизационной стойкой работе при восприятии посадочного удара. Амортизация должна поглощать эксплуатационную работу с заданной перегрузкой при посадке и некотором запасе хода штока амортизатора (10% полного обжатия как амортизатора, так и пневматика).
В качестве • примера сравним изображенные на рис. 38 диаграммы стояночного обжатия двух амортизаторов. Площадь oabcd равна поглощенной эксплуатационной работе амортизатора двойного действия, площадь oaend - обычного амортизатора.
Основной характеристикой любой диаграммы обжатия является коэффициент полноты диаграммы η;:
Работа фактически поглощенная амортизатором, выражается как:
где: pmax - конечное усилие по оси амортизатора; SKOH - конечный ход штока по диаграмме обжатия.
Сравнение площадей показывает, что при одинаковом ходе штока обычный амортизатор не сможет воспринять всю энергию, возникающую при ударе самолета о землю при посадке, а также удары при движении самолета по неровностям аэродрома. Следовательно, при использовании обычного амортизатора необходимо увеличить ход штока или эксплуатационную перегрузку (обычно она выбирается в пределах 2÷4). И то и другое ведет к усложнению конструкции, ухудшению условий работы стойки и снижению долговечности ее конструкции. Работа амортизатора передней стойки самолета рассматривается в двух положениях: прямой и обратный ход (см. рис. 37). Для достижения достаточно эластичной амортизации и обеспечения необходимого гистерезиса в конструкции амортизатора применен на прямом и обратном ходах клапан торможения. При прямом ходе удара колеса о землю шток 14 с деталями амортизации под действием ударной нагрузки движется вверх, объем камеры Г уменьшается, а давление в ней увеличивается. При сжатии газ, находящийся в камере Г, поглощает часть энергии посадочного удара самолета о землю, поглощенная им работа аккумулируется и передается на конструкцию самолета при обратном ходе амортизатора. При движении штока вверх (при прямом ходе) клапан торможения 20 отжат к буртику втулки 16, и масло из камеры Г через отверстия в буксе 21, через кольцевой зазор между стаканом и клапаном и отверстия в клапане торможения вытесняется в полость между стаканом и втулкой. При перетекании жидкости через отверстия происходит потеря напора, так как энергия затрачивается на сообщение жидкости кинетической энергии и на трение. Эта часть энергии рассеивается, передаваясь конструкции амортизатора в виде тепла На рис. 39 изображена диаграмма обжатия передней амортизационной стойки. Работа амортизации на прямом ходе представлена на этой диаграмме в виде кривой abc. Характер кривой показывает, что работа, поглощенная амортизатором, затрачивается на сжатие газа, на преодоление трения опорных букс штока и трения уплотнительных манжет. Работа, затрачиваемая на преодоление гидравлического сопротивления жидкости при прохождении последней через отверстия в клапане на прямом ходе, незначительна и не находит отражения в характере кривой. Кривая abc распадается на два участка. Участок ab показывает работу амортизации на прямом ходе при нормальной посадке. Участок bc характеризует работу нижней камеры. В амортизационной стойки (см. рис. 37), которая вступает в работу при поглощении энергии грубой посадки (сильного удара) или наезда самолета на высокое препятствие при движении по аэродрому. В этом случае давление в камере Г при прямом ходе штока становится больше, чем давление в камере В, и при движении штока вверх поршень 19, находящийся внутри штока, под действием разности давлений в камерах Г и В перемещается относительно штока вниз, создавая дополнительный объем камеры Г. За счет этого давление в камере Г растет медленнее, что смягчает амортизацию на прямом ходе штока. Амортизация на обратном ходе осуществляется торможением жидкости в клапане 20, а также трением букс и манжет. Кривая усилий на обратном ходе изображена на диаграмме статического обжатия передней стойки (см. рис. 39) в виде кривой ned, состоящей из двух участков ne и ed, характеризующих работу двух камер амортизатора.
При обратном ходе штока клапан торможения 20 перекрывает отверстия в подвижной буксе 21 и жидкость вытесняется из полости между стаканом 23 и втулкой 16 в камеру Г только через отверстия в клапане торможения и буксе. Протекание жидкости через эти отверстия происходит с большим торможением, чем при прямом ходе штока, в результате этого стойка разжимается медленнее, что уменьшает обратный удар. Площадь, заключенная между кривыми abc и ned, соответствует работе гистерезиса (работе жидкости и сил трения на прямом и обратном ходе). Механизм установки колеса в нейтральное положение показан на рис. 40. На штоке амортизатора установлен кулачок 1, который входит в зацепление с кулачком, установленным в стакане 2, чем обеспечивает фиксирование колеса в нейтральном положении при отрыве колеса от земли (на обратном ходе штока). При передвижении же по земле кулачки разъединены, и шток с колесом может поворачиваться. Гаситель колебаний служит для демпфирования самовозбуждающихся колебаний колеса передней ноги шасси. Он крепится двумя болтами в проушинах нижней части сварного стакана амортизационной стойки. Гаситель колебаний (рис. 41) состоит из корпуса 6, крышки 15, двух гаек 9 и 12, поводка 7, поршня 11, двух вкладышей 10 и двух клапанов 14. Во внутренние полости гасителя колебаний заправляется масло АМГ - 10. Поводок гасителя колебаний 7 шлицевым соединением связан с рычагом 4, который, в свою очередь, тягой 3 связан с ободом амортизационной стойки. Корпус гасителя колебаний 6 представляет собой полый цилиндр, закрытый с торцов гайками 9 и 12 с заглушками 13. Для уплотнения между гайками и цилиндром установлены резиновые кольца. Корпус, гайки, рычаг и тяга изготовлены из стали 30ХГСА. Поршень 11 делит внутреннюю полость цилиндра на три части.
Крайние полости цилиндра соединены между собой калиброванным отверстием поршня. Средняя полость закрыта крышкой с резиновой прокладкой и сообщается с крайними через перепускные клапаны 14, 16 поршня. Перепускной клапан состоит из клапана, пружины и упора. Колебания колеса через звенья шлиц-шарнира передаются на обод, а с него - на поводок гасителя колебаний. При этом поводок, поворачиваясь, давит на вкладыши, запресованные в поршень, и перемещает его вправо и влево. При перемещении поршня, которое является следствием колебаний колеса, изменяются объемы полостей А к В (объем одной полости увеличивается, а другой уменьшается) и масло через калиброванное отверстие в поршне вытесняется из полости с уменьшающимся объемом в полость с увеличивающимся объемом (возникает гидросопротивление); колебания колеса демпфируются.
При большом усилии, передаваемом от колеса на поршень гасителя колебаний, масло из полости, объем которой уменьшается, проходит между поршнем и корпусом в полость Б. Давление в полости Б возрастает, один из клапанов открывается и масло стравливается из полости Б в полость А или В, в зависимости от соотношения объемов этих полостей. Складывающийся подкос (см. рис. 35) служит для фиксации передней ноги шасси в выпущенном положении. Он передает усилия с амортизационной стойки на узлы фюзеляжа и совместно с цилиндром - подъемником входит в механизм уборки и выпуска передней ноги шасси. Складывающийся подкос состоит из нижнего и верхнего звеньев, шарнирно соединенных между собой полым болтом, изготовленным из хромоникелевой стали 12ХНЗА. Нижнее звено подкоса цельное, верхнее звено разъемное и состоит из двух штампованных из материала 30ХГСА половин. Стык обеих половин верхнего звена осуществляется с помощью двух болтов с гайками. В состыкованном положении приливы обеих половин верхнего звена образуют проушину для соединения с ушковым болтом штока цилиндра - подъемника. Соединение нижнего звена подкоса со сварным стаканом амортизационной стойки и крепление верхнего звена подкоса к кронштейну на шпангоуте № 1 фюзеляжа производится с помощью болтов с гайками. В ушко нижнего подкоса, соединяющего его с амортизационной стойкой, установлен шаровой вкладыш. На верхнем звене подкоса с помощью стального штампованного кронштейна установлен концевой выключатель АМ800К, а на нижнем с помощью кронштейна, согнутого из стального листа, - нажимной регулируемый винт. В выпрямленном положении передней ноги шасси выступ нижнего звена подкоса упирается в площадку между ушками верхнего звена, образуя обратную стрелу прогиба подкоса вниз от прямой на 5 мм, чем обеспечивается установка подкоса «враспор» при выпущенном положении ноги. В этом положении подкос фиксируется цилиндром - подъемником, шток которого запирается шариковым замком, при этом винт нажимает на шток выключателя и на сигнальном табло шасси на приборной доске в кабине загорается зеленая сигнальная лампа выпущенного положения передней ноги шасси.
Смазку шарнирных соединений складывающегося подкоса производят через масленки, ввернутые в ушки обеих его половин. Цилиндр-подъемник уборки - выпуска передней стойки шасси служит для уборки и выпуска передней ноги шасси, а также для фиксации стойки в выпущенном положении. Конструкция цилиндра - подъемника показана на рис. 42. Внутри корпуса 8, представляющего собой стальной цилиндр с приваренными штуцерами подвода и отвода сжатого воздуха, перемещается стальной шток 12 с поршнем 5. Снаружи на корпус наворачиваются две стальные гайки 2 и 11 одна из которых фиксирует ушко 1 с запрессованным в него сферическим подшипником для крепления к кронштейну на нулевом шпангоуте, другая - муфту 10, изготовленную из материала Д16Т, и стальное неподвижное конусное кольцо 9, относящееся к шариковому замку цилиндра - подъемника. Кроме кольца 9, шариковый замок состоит из стального подвижного кольца 7 и пяти шариков 6, перемещающихся внутри корпуса вместе со штоком, на котором они закреплены вместе с поршнем 5, упором 3 и пружиной 4. В нижний конец штока ввернут стальной ушковый болт со сферическим подшипником для крепления к проушине верхнего звена складывающегося подкоса. Длина штока регулируется с помощью ушкового болта, который контрится гайкой и шайбой. Герметичность подвижного соединения между поршнем и корпусом обеспечивается резиновыми уплотнителями 16, установленными в кольцевых канавках на наружной поверхности поршня. Уплотнение штока в муфте 10 осуществляется с помощью резинового манжета, установленного в верхней кольцевой канавке на внутренней поверхности муфты. В нижней канавке имеется кожаное кольцо, которое защищает уплотнительный пакет от грязи и пыли. Герметичность цилиндра - подъемника обеспечивается также набором уплотнительных и защитных колец из резины и фторопласта, установленных в кольцевые канавки на наружной поверхности ушка 1 и муфты 10. Корпус цилиндра - подъемника проходит через резиновый защитный чехол 8 (см. рис. 35), препятствующий проникновению грязи и пыли из ниши передней ноги внутрь фюзеляжа. При уборке шасси цилиндр - подъемник работает следующим образом (см. рис.42, б). При закрытом шариковом замке и установке рукоятки крана шасси в кабине самолета в положение «Убрано» воздух под давлением подводится в полость Б, а полость Л сообщается с атмосферой. Под действием этого давления поршень отжимается влево до упора (поднимается вверх в цилиндре - подъемнике, установленном на самолете), сжимая пружину. Шарики выходят из уступа неподвижного конусного кольца, и шариковый замок открывается. Затем поршень перемещается влево совместно со штоком и подвижным конусным кольцом, звенья подкоса складываются и нога убирается до фиксации амортизационной стойки в замке убранного положения 6 (см. рис. 35). При выпуске шасси рукоятка крана шасси в кабине устанавливается в положение «Выпущено». При этом полость Б сообщается с атмосферой, а воздух подводится в полость А. При открытом замке убранного положения амортизационная стойка под действием собственной массы и давления воздуха на поршень штока цилиндра - подъемника сходит с замка 6 и перемещается вниз в положение «Выпущено». В конце хода штока шарики накатываются на выступ неподвижного конусного кольца, отжимаются сначала вниз, а затем, скользя по поверхности неподвижного конусного кольца, вверх и западают за уступ неподвижного кольца. Шариковый замок закрывается. Замок убранного положения (рис. 43) предназначен для фиксирования передней ноги шасси в убранном положении.
Две штампованные из материала 30ХГСА щеки замка 8, образующие его обойму, крепятся четырьмя болтами с гайками к профилям на шпангоуте № 1 в нише передней ноги шасси. В обойме замка расположены крюк 7, защелка 9 и пружина 6, связывающая защелку с крюком. Кроме того, на обойме замка крепится воздушный цилиндр открытия замка 3, концевой выключатель АМ800К 10 и рычаг 4 с нажимным регулируемым винтом 5. При уборке шасси амортизационная стойка передней ноги втулкой 3 (см. рис. 35), надетой на болт, соединяющий звенья шлиц-шарнира, входит в зев крюка замка; крюк поворачивается, пружина растягивается, и крюк, скользя своей криволинейной поверхностью по закругленной поверхности защелки, западает за ее выступ: замок закрыт. При этом нажимной регулируемый винт 5 (см. рис. 43), ввернутый в рычаг 4, связанный с защелкой, отходит от штока концевого выключателя 10, и на сигнальном табло шасси в кабине загорается красная сигнальная лампа убранного положения передней ноги шасси. При выпуске шасси воздух от основной или аварийной воздушной системы через соответствующий штуцер подается в цилиндр открытия замка 3, который представляет собой стальной штампованный корпус, в котором находится пружина 2 и перемещающийся в ней шток 1 с двумя поршнями, делящими внутреннюю полость цилиндра на полости, связанные с основной и аварийной воздушной системами. Ход штока - 9 + 0,5 мм. Цилиндр крепится к щекам обоймы замка двумя болтами с гайками. При подаче воздуха в цилиндр при выпуске шасси шток цилиндра выдвигается, нажимая на плечо защелки 9; она поворачивается, растягивая пружину 6, и освобождает крюк от западания за выступ защелки. Под действием массы передней ноги и сил от растянутой пружины крюк поворачивается и выходит из зацепления со втулкой шлиц-шарнира, освобождая переднюю ногу. При открытом замке шток концевого выключателя нажимает на винт, ввернутый в рычаг, связанный с защелкой, и на сигнальном табло шасси в кабине красная сигнальная лампа убранного положения передней ноги шасси погаснет. Колесо передней стойки. На передней стойке установлено нетормозное колесо (рис. 44). Оно представляет собой литой барабан 7, выполненный из магнитного сплава и пневматика размером 400x150 мм, состоящего из покрышки 2 и камеры 12. Покрышка изготавливается из корда - ткани, плетеной из капроновых, нейлоновых и металлических нитей. Снаружи корд покрыт протектором из вулканизированной резины со специальным рисунком для лучшего сцепления с поверхностью аэродрома. Камера изготовлена из высококачественной резины. Для обеспечения хорошей проходимости колес при эксплуатации с грунтовых аэродромов на самолете применяются колеса с пневматиками низкого давления. Давление в камере пневматика переднего колеса - 3 + 0,5 атм. Для обеспечения монтажа пневматика на барабан одна из реборд обода барабана сделана съемной 11. Она выполнена в виде двух полуреборд, которые в собранном колесе скрепляются между собой планками и болтами. Съемная реборда удерживается на барабане кольцом (замком реборды) 10, а для предотвращения ее проворачивания фиксируется штифтами 13.
В барабан колеса запрессованы два конических радиально - упорных роликоподшипника 5, которые для защиты от попадания грязи и влаги и сохранения смазки закрыты с двух сторон сальниками 9. Колесо устанавливается в вилку штока амортизационной стойки с помощью оси 8, выполненной из материала 30ХГСА, и крепится гайкой 4. Гайка контрится проволокой. Зазоры между пневматиком и вилкой выдерживаются за счет установки между роликоподшипниками колеса и лапами вилки распорных втулок. Механический указатель положения передней ноги шасси (см. рис. 35) служит для дополнительной информации пилота (в дополнение к световому табло шасси на приборной доске) о положении передней ноги шасси. Он состоит из троса 12, заключенного почти на всей своей длине в боуденовскую оболочку, стальной качалки 11 с пружиной 10 и указателя 9. Боуденовская оболочка закреплена в трех местах на нулевом шпангоуте с помощью специальных кронштейнов. Нижний конец троса через промежуточную вилку крепится к кронштейну, установленному на двух болтах с гайками на правом ухе верхнего стакана амортизационной стойки. Верхний конец троса также через промежуточную вилку соединен с рычагом качалки 11, установленной на нулевом шпангоуте. Другим рычагом качалка шарнирно соединена с указателем 9, представляющим собой шток, выточенный из материала АМг3, покрытый красной эмалью и лаком АК - 11ЗФ - 072. Качалка 11 с помощью пружины 10 при убранном положении передней ноги «втягивает» указатель внутрь фюзеляжа, оставляя снаружи лишь его головку, выступающую над поверхностью фюзеляжа на 4±1 мм. Трос 12 при этом положении ноги находится в натянутом состоянии. При выпуске передней ноги шасси пружина 10 сжимается и с помощью троса поворачивает качалку 11; указатель при этом выходит за обводы фюзеляжа примерно на 100 мм, что является дополнительным сигналом о выпуске передней ноги шасси.
|
или 
,
,
