Амортизарторы шасси вертолета

Сила удара о землю воспринимается пневматиком, количественно преобразуется и передается через амортизатор на конструкцию вертолета, где и уравновешивается силами веса и инерции.

Работа А , приходящаяся на амортизатор, определяется приблизительно разностью нормированной работы и работы, поглощаемой пневматиками при заданной перегрузке:

Доля энергии удара, поглощаемой пневматиками, не должна превышать 25—40% кинетической энергии вертолета при посадке. На тяжелых вертолетах, рассчитанных на небольшую перегрузку при посадке (порядка 2), можно допустить поглощение пневматиками до половины нормированной работы.

Направление хода оси колеса определяется кинематикой обжатия опоры шасси.

Амортизаторы следует располагать так, чтобы угол (3 при всех нормально возможных направлениях удара (посадка иа три точки, на главные колеса и т.д.) был как можно меньше (для балочных стоек до 25°, для рычажных (3 = 30—40°).

В процессе обжатия рычажной стойки передаточное отношение не должно увеличиваться более чем на 35—50%. При полностью обжатом амортизаторе рычаг стойки должен находиться в горизонтальном положении. Рекомендуется применять начальный угол наклона рычага к горизонтали а = 35—45°.

Необходимо избегать отрыва колес от земли при обратном ходе штока амортизатора. Для этого стояночная усадка амортизаторов главных йог шасси должна быть как можно больше (до 2/3 расчетного хода). Работа гистерезиса за прямой и обратный ходы должна составлять около 80% поглощенной амортизатором энергии.

Трение пневматика о землю, инерционные силы раскрутки колеса при посадке с пробегом, упругие деформации стойки под нагрузкой вызывают появление на колесе знакопеременной горизонтальной силы. При расчете амортизации обычно рассматривают лишь вертикальный удар вертолета о землю без учета горизонтальных сил; массу подвижных частей амортизационной стойки не учитывают.

Имея кривую обжатия пневматика и суммируя перемещение оси колеса, можно получить общую диаграмму обжатия пневматика и амортизатора.

На практике перемещение оси главных и передних колес в вертикальной плоскости в зависимости от массы вертолета и условий его эксплуатации находится в следующем диапазоне:

• —   главные стойки — 200—600 мм;

• —   передние стойки — 200—400 мм;

• —   хвостовые опоры — 200—400 мм.

При этом ход штока амортизатора зависит от передаточного отношения t . При заданной высоте шасси и обжатии амортизаторов и колес до максимальных значений должны обеспечиваться зазоры между элементами конструкции вертолета и поверхностью посадочной площадки.

Геометрические размеры сечения штока и цилиндра амортизатора следует определять на основании их расчета на прочность, добиваясь получения наибольших значений диаметров, величина которых ограничивается лишь условиями местной потери устойчивости. В этом случае толщины стенок сечений штока и цилиндра будут минимальными и, соответственно, их масса — наименьшей. Внешний диаметр штока выбирается по минимуму усилий трения в нижней буксе амортизатора.

КОРРЕКТИРОВКА ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ШАССИ

Запас устойчивости винта на упругом основании может быть получен увеличением демпфирования колебаний лопасти или фюзеляжа, т.е. повышением демпфирующей способности шасси. Однако такие возможности практически ограничены. Демпферы лопасти и шасси выполняют ряд других функций, не связанных с «земным» резонансом. Демпфер лопасти работает при поступательном полете вертолета и нагружает комлевую часть лопасти переменным изгибающим моментом в зависимости от степени его демпфирования. Прочность комлевой части лопасти и втулки и их масса определяются именно наличием демпфера.

Для вертолетов обычной одновинтовой схемы колею шасси следует выбирать так, чтобы частота собственных поперечных колебаний вертолета на пробеге с неработающими стойками (работают лишь пневматики) была приблизительно на 20% выше рабочих оборотов винта:

Колеса с пневматикам высокого давления мало обжимаются (имеют большую жесткость), и поэтому их целесообразно применять на палубных вертолетах.

Если размеры отверстий, через которые протекает гидросмесь при работе амортизатора, выбирают из условия отсутствия «земного» резонанса, как правило, работа амортизатора при посадке бывает неудовлетворительной (возникают чрезмерные усилия при ударе о землю). При выборе их из условия посадки получим слишком: малое демпфирование при поперечных колебаниях вертолета, совершенно недостаточное для устранения «земного» резонанса (демпфирование в пневматиках практически отсутствует).

Жесткостные характеристики амортизаторов определяются начальным давлением р0 и объемом Fq воздушных камер. Демпфирующие характеристики определяются выбранным законом изменения сечений в амортизаторах, проходимых жидкостью.

При конструировании амортизационных стоек главных опор шасси (а при четырех опорах — и передних стоек) особое внимание уделяется вопросу существенного увеличения демпфирования, создаваемого амортизационными стойками при возникновении на вертолете колебаний типа «земной» резонанс. Для этой цели применяются амортизационные стойки с большим ходом штока и максимальным снижением усилий, обеспечивающие включение амортизатора в работу и появление демпфирования практически в момент касания колесами земли. Увеличению демпфирования способствует также снижение сухого трения в амортизационных стойках благодаря применению  букс вместо бронзовых.

Для амортизации шасси корабельного вертолета начальное усилие (предварительная затяжка) р 0 в 5—6 раз меньше, чем у амортизаторов шасси сухопутного вертолета.

Эффективным средством включения амортизатора в работу является введение резинофторопластовых уплотнительных манжет с пониженным трением, уменьшение диаметра штока амортизатора, применение в кинематических узлах звеньев шасси подшипников вместо бронзовых вкладышей.

Отстройка от автоколебаний «шимми»

В результате взаимодействия инерционных и упругих сил на передней стойке шасси могут возникнуть поперечные автоколебания. 

Отстройка от автоколебаний типа «шимми» за счет соответствующего выноса приведет к существенному увеличению массы и габаритов передней стойки шасси. Поэтому такая задача решается комплексно. Вертолет маневрирует на аэродроме за счет самоориентирования колеса передней стойки. На шасси балочной схемы это требование осуществляется выносом колеса назад на величину I. На рычажной стойке величина I выбирается по конструктивно- кинематическим соображениям. С целью демпфирования колебаний

относительно оси передней амортстойки на ось колеса устанавливаются параллельно два пневматика арочного типа. Если эти мероприятия не приводят к устранению автоколебаний, то на переднюю стойку устанавливается демпфер «шимми».