嗯,飞机也有“脚”?

作者:肖溪树来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-09-10

你看你看,飞机的“脚丫”不简单。

准备起飞的飞机_副本

准备起飞的飞机。图片:千图网

都知道飞机有翅膀,怎么没听说飞机有“脚”呢?其实,飞机也是有“脚”的,要不飞机怎样站立和走路呢!

殊不知,飞机最容易出现事故的阶段主要是起飞和降落阶段,而此时飞机的唯一支撑就是“脚”。正因为其身微位重,才使其拥有了非凡的意义。  

令国人振奋的是,近日,C919大飞机主起落架关键锻件全部实现国产化,让国产大飞机拥有了国产的强健“双脚”。

大飞机支脚

中国工业新闻网截图


飞机“脚”有多重要?

飞机之“脚”的学名叫做“起落架”,顾名思义,就是完成飞机起飞、降落以及在地面滑行系列功能的装置,是保障飞机安全的重要支持系统。

在起飞时,飞机需要从静止提升到一定的速度后才能腾空而起,这就需要在地面上进行飞机的起动、加速和保持方向。这时起落架不仅要支撑飞机的全部重量,而且还要承受、消耗和吸收飞机地面运动时的撞击和颠簸能量。

近距离来看飞机“脚”

近距离来看飞机“脚”(图片:qihoo)

落地时,飞机会对地面产生巨大的冲击力,这些力就需要起落架来承受。也就是说,起落架承载的载荷除了机身的重量外,还有飞机在垂直方向的巨大冲力。这就要求起落架支柱的强度要足够大。

由于起落架故障导致飞机航班延误的案例并不少见。2005年9月21日,美国捷蓝航空一架空客A320型客机因前起落架无法收回机腹内被迫在洛杉矶国际机场迫降。2007年3月13日,全日空一架庞巴迪DHC8-Q400型客机因前起落架无法展开,被迫在高知机场迫降……

看来,飞机之“脚”不寻常!小小起落架,可是关乎飞机安全大局的关键部件,绝不可掉以轻心啊!


飞机“脚”咋布局?

飞机起落架的配置方式有好几种,具体到一个飞机该采用哪种方式是十分有讲究的。

在现代高速飞机中,应用最多的起落架布置形式为前三点式起落架。它是由一个前支柱和两个主起落架组成,飞机重心位于主起落架之前。

C919前三点式起落架

C919前三点式起落架(图片:搜狐)

前三点式起落架具有着陆简单、安全可靠、方向稳定、无倒立危险等优点。

前三点式起落架

除此之外,飞机起落架的配置方式还有后三点式起落架、自行车式起落架以及多支柱式起落架。

后三点式起落架

后三点式起落架大多应用于低速飞机上。它是由一个尾支柱和两个主起落架构成的,飞机重心在主起落架之后。早期的飞机大多采用后三点式起落架,目前只有一小部分小型和低速飞机仍采用这种方式的起落架。

自行车式起落架

自行车式起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外,还在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。这种起落架布置型式用得很少。

多支柱式起落架与前三点式起落架十分类似,飞机的重心在主起落架之前,但其有多个主起落架支柱。因此可认为多支柱式起落架是前三点式起落架的改进型。


你见过飞机的“脚”吗?

鸟类在飞行时之所以会把脚收缩在腹下,其目的就是为了减小飞行时的阻力。

对于高速飞行的飞机来说,暂时不用的“脚”(起落架)该放在何处呢?科学家费心打造的可收放的起落架结构,就是为减小飞行时的阻力而设计的。

空中飞行的飞机

空中飞行的飞机(图片:科学网)

这样一来,飞机在空中飞行的时候,就可以把起落架收到机翼或机身之内,等飞机着陆时再把它放下来。这样的设计尽管让起落架变得更加复杂化,但是飞行时的气动性能却得以大幅度提高。

就同一架飞机来说,飞行时如果不收起落架时的最高速度为170千米/小时,那么把起落架收起后的速度就可达到300千米/小时,这样的差距简直太大了。

现代飞机的起落架绝大部分是可以收放的,只有一小部分超轻型飞机仍采用固定形式的起落架。所以,对于飞行中的飞机来说,我们一般是看不到它的“脚”的。


大飞机“脚”为何难造?

现代大飞机的特点之一就是起飞重量大,起降时的冲击力也就更大,因此需要强健的“双脚”来支撑。

这里的“双脚”指的是主起落架,也就是承受主要载荷的起落架。而强健的“双脚”需要特殊的材料来制造,一般的材料是难以胜任的!

为C919大飞机装上“国脚”

为C919大飞机装上“国脚”(图片:新华网)

那么这种特殊的材料需要具有哪些素质呢?简单来说,起落架的材料必须满足高强度、高韧性、抗疲劳、抗腐蚀等条件。正因为如此,世界上能够制造起落架的国家少之又少。

主起外筒是C919大飞机主起落架上最后一个未国产化的锻件,其复杂程度和制造难度都是极高的。用专家的话来说,就是“难在工艺,更在材料。”

目前,国际上制造起落架的特种钢材,对纯净度的要求极高。我国宝钢突破了发达国家的技术封锁,国产300M钢终于成功了。

有了国产300M钢,中国二重为中国大飞机装备了强健的国产“双脚”,届时会让国产大飞机飞得更漂亮。


参考文献

【1】四川日报 朱雪黎.《好消息!C919大飞机“双脚”关键锻件全部国产化》,新华社,2018-08-01。

【2】中国民航局.《飞机的腿——起落架》,中国民航局,2015-09-23。

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