Файл: Конструкция летательных аппаратов учебник..pdf

ски не зависит от давления зарядки, на которое оно спроектиро­ вано, то удельный объем обратно пропорционален величине /?зар.

Вес колеса распределяется примерно поровну между тремя его основными частями: барабаном, тормозом и пневматиком.

§ 10 3. РАБОТА КОЛЕСА ПРИ ДВИЖЕНИИ ПО МЯГКОМУ

ИНЕРОВНОМУ ГРУНТУ

244.В предыдущем параграфе была рассмотрена работа ко­ леса при качении по гладкой твердой поверхности, деформацией которой под колесом можно пренебречь. Рассмотрим теперь ка­ чение колеса, когда на грунте за ним остается колея и как обра­ зование колеи сказывается на проходимость самолета. Под про­

ходимостью будем понимать приспособленность самолета к дви­ жению по грунту. Проходимость самолета по мягкому грунту за­ висит от значений величин:

— коэффициента сопротивления движению / сопр;

элемента.

Проходимость самолета по неровному грунту зависит также от уровня динамических нагрузок, действующих на самолет при движении по грунту.

245. Характеристики грунтов зависят от их состава, влажно­ сти, температуры, примененных закрепляющих составов и мо­ гут быть весьма разнообразны. Все грунты являются упруго-вяз­ кими материалами с более или менее аналогичными зависимо­ стями величины деформации от давления. Диаграмма деформа­

грунта. На третьем участке дав­ ление вновь возрастает с увели­ чением деформации. Деформации

Пластичность грунта столь велика, что в инженерных рас­ четах можно считать, что никакого восстановления колеи за ко­ лесом не происходит.

При качении колеса по грунту на участке контакта происхо­ дит одновременная деформация и пневматика, и грунта. В преды­ дущем параграфе было показано, что для получения плоского контакта давление со стороны грунта на пневматик должно быть < « (1 ,2 0 + 1 .2 5 ) А *. Для того, чтобы получить такие давле­

ния при малых деформациях грунта (которыми можно пренеб­ речь и считать, что качение происходит без образования колеи),

формации на участке контакта резко возрастают, а пневматика — уменьшаются и контакт перестает быть плоским (фиг. 10.9).

Опыт показывает, что уже при прочности грунта о<(0,8ч-0,9)/7зар деформации пневматика столь малы, что ими можно пренебречь и считать, что колесо вдавливается в грунт как абсолютно твер­

дое тело.

246. Определим глубину колеи и коэффициент сопротивлени

при качении недеформируемого пневматика.

Из рассмотрения равновесия колеса (фиг. 10.10), считая ши­ рину колеи равной ширине колеса Вк, получим Рк = о BKLK.

Подставив выражение длины контакта LK= ]/"#о2 — (Ro — йк)2 =

При качении незаторможенного колеса работа силы Т расхо­ дуется в основном на деформацию грунта при образовании ко-

244

Формулы (10.1) и (10.2) дают возможность подобрать колеса к самолету, обеспечивающие заданную проходимость. Большей ча-

Ф и г. 10.10

стью предельно допустимой глубиной колеи в эксплуатации счи­ тают Лк =0,065, которой соответствует / СОпР.к ~ 0,25. Несущая способность колеса в этом случае равна: Рк — 0,25 Вк DKо.

При давлениях зарядки пневматика, близких по величине к прочности грунта, за счет деформации пневматика длина контак­

(при том же удалении RK—Лк оси колеса от поверхности грун­ та). В этом случае /гдеф и /сопр.деф определяются по формулам

Значения коэффициентов С и р зависят от жесткостных харак­ теристик пневматика и соотношения значений о, />зар и qK.

245

Снижение давления зарядки пнезматика позволяет при той же нагрузке на колесо Рк улучшить его проходимость — умень­ шить значения hK и / сэпр, но заметный эффект получается лишь в тех случаях, когда исходное давление зарядки было близко к прочности грунта. Поэтому наиболее действенным способом улучшения проходимости колес является увеличение их миделя.

Прочность грунта адин, особенно при большой его влажности, значительно возрастает при увеличении скорости деформации. Поэтому чем больше скорость качения колеса (чем с большей скоростью происходит деформация грунта при образовании ко­ леи), тем меньше получается глубина колеи (фиг. 10.11). В на­

чале пробега и конце разбега она может даже практически от­ сутствовать и пневматик в эти периоды оказывается обжатым почти так же, как и при движении по бетонированной ВПП. В тех случаях, когда для улучшения проходимости было снижено давление зарядки, обжатие пневматика при больших скоростях может превзойти значение 8СГ. Чтобы этого избежать, надо уве­ личивать давление зарядки пневматика по мере нарастания ско­ рости движения. Уменьшение глубины колеи и увеличение оД11Н по-разному влияют на величину / сопр. Экспериментальные дан­ ные показывают, что / сопр с увеличением скорости вначале не­ сколько увеличивается, а затем падает. Изменения эти незначи­ тельны, и в инженерных расчетах можно считать / сопр = const.

При многоколесных стойках шасси, когда одно колесо катит­ ся по колее другого, дополнительная глубина колеи, образуемая последующим колесом, и его коэффициент сопротивления полу­ чаются на 15—20% меньше, чем у предыдущего. Поэтому после­ довательная установка колес на стойке шасси дает меньшее со­ противление движению, но большую глубину колеи, чем парал­

246

работы пневматика на повторные нагрузки и увеличивает допу­ стимую длину пробега колеса, а также увеличивает V взл.шах И V'noc.max и уменьшает разогрев пневматика при качении. Износ и разогрев пневматика и тормозов при торможении также умень­ шаются, так как основная доля кинетической энергии самолета рассеивается за счет деформации грунта. Вероятность механиче­ ского разрушения пневматика на грунте значительно больше, чем на бетоне.

247. При больших скоростях движения по грунтовой ВПП на колеса действуют значительные динамические нагрузки. Эти на­ грузки возникают как за счет внешних, так и за счет внутренних неровностей ВПП. Под внутренними неровностями ВПП будем понимать местные изменения прочности грунта.

За время переезда с большими скоростями через неровности большой крутизны (/г„ерД-нер) ось колеса перемещается незначи­ тельно. Поэтому переход через неровность происходит как за счет обжатия пневматика, так и за счет деформации самой не­ ровности. Величины возникающих при этом дополнительных

при большой скорости самолета возможно обжатие пневматика до реборды.

При внутренних неровностях дополнительная нагрузка равна:

При движении по неровностям наряду с вертикальными возника­ ют также большие лобовые силы.

При движении колеса по мягкому грунту с образованием ко­ леи происходит достаточно интенсивный выброс грунта из-под колеса вверх—вбок. При отсутствии специальных защитных уст­ ройств этот грунт может попасть на отдельные элементы и части самолета и нарушить их нормальную эксплуатацию.

§104. КОНСТРУКЦИЯ и РАБОТА АВИАЦИОННЫХ ЛЫЖ

248.Для современных самолетов при колесном шасси практически оказывается невозможным обеспечить сколь-либо

чаях может оказаться выгоднее ,в качестве опор применять вме­ сто колес лыжи. Вес лыжи получается примерно тем же, что и

247

колеса, но удельный объем во много раз меньшим, а эксплуата­ ционная надежность большей.

Основным недостатком лыжного шасси является большое значение коэффициента /с о п р .л - Поэтому такое шасси может при­ меняться на самолетах, имеющих достаточно большие тяговооруженности при разбеге, обеспечивающие страгивание самолета с места, и его энергичный разгон (р0 > 0,6 -г- 0,7). Значения /с о п р .л (см. гл. IX, § 3) очень мало зависят от материала полоза лыжи, но зависят от удельного давления лыжи на грунт q„. Минималь­

близком к о).

Большим недостатком лыжи является также отсутствие у нее амортизационных свойств и возникновение поэтому значитель­ ных инерционных сил при переезде лыжи через неровности.

Если принять лыжу за материальную точку, то при переезде

ее через абсолютно твердую неровность формыунер = — AHepsinX

Здесь G„ — вес лыжи и скрепленных с ней подвижных частей.

При больших скоростях движения самолета эта сила может оказаться во много раз больше величины Рст. На реальном, осо­ бенно мягком грунте, давление лыжи на грунт не в состоянии возрасти во столько раз и поэтому лыжа на большой скорости будет прорезать неровности. При этом на нее будут действовать не только большие вертикальные, но и горизонтальные силы. По­ этому лыжное шасси более рационально применять на самолетах с малыми взлетно-посадочными скоростями.

Корпус лыжи делается большей частью из алюминиевого спла­ ва, обеспечивающего большую прочность и жесткость лыжи при относительно малом весе и отсутствии опасности загорания. Пло­

с

ного давления на грунт q\r при стоянке самолета. Для облегче­

ния уборки лыжи и уменьшения ее веса желательно иметь Fл возможно меньшей. Но обычно выбирают q" не более 1,5—

2,0 дан/см2 (кг/см2), так как при больших значениях не только увеличивается /со п р .л , но и увеличивается опасность зарывания лыжи в грунт при эксплуатационных перегрузках, когда

q3= пэ qCT

248