Шасси

Эта статья о шасси самолета. Информацию о шасси полуприцепа см. в разделе «Полуприцеп» . Информацию об альбоме Devin the Dude см. в разделе «Шасси» .

Убирающееся основное шасси Боинга 747.

Шасси — это шасси самолета или космического корабля , которое используется для руления , взлета или посадки . Для самолетов вообще нужно и то, и другое. , раньше называли его посадочным механизмом Некоторые производители, такие как Glenn L. Martin Company . Для самолетов Стинтон проводит терминологическое различие: ходовая часть (британский) = шасси (США) .

У самолетов шасси поддерживает аппарат, когда он не летает, позволяя ему взлетать, приземляться и рулить без повреждений. Колесное шасси является наиболее распространенным: лыжи или поплавки необходимы для движения по снегу/льду/воде, а полозья – для вертикального движения на суше. Выдвижные шасси складываются во время полета, что снижает сопротивление и позволяет достигать более высоких скоростей полета . Шасси должно быть достаточно прочным, чтобы поддерживать самолет, а его конструкция влияет на вес, балансировку и характеристики. Часто он состоит из трех колес или колесных пар, что создает эффект штатива .

Некоторые необычные шасси были проверены экспериментально. К ним относятся: отсутствие шасси (для экономии веса), что стало возможным благодаря использованию катапульты и гибкой посадочной палубы: воздушная подушка (для обеспечения работы в широком диапазоне наземных препятствий и воды/снега/льда); гусеничный (для снижения нагрузки на ВПП).

Шасси ракет-носителей и спускаемых аппаратов космических кораблей обычно поддерживает только аппарат при приземлении и во время последующего движения по поверхности и не используется при взлете.

Учитывая их разнообразную конструкцию и применение, существуют десятки специализированных производителей шасси. Тремя крупнейшими являются Safran Landing Systems , Collins Aerospace (часть Raytheon Technologies ) и Héroux-Devtek .

Самолет

Шасси составляет от 2,5 до 5% максимальной взлетной массы (MTOW) и от 1,5 до 1,75% стоимости самолета, но 20% затрат на планера прямое техническое обслуживание . Колесо соответствующей конструкции может выдерживать нагрузку 30 т (66 000 фунтов), выдерживать путевую скорость 300 км/ч и преодолевать расстояние 500 000 км (310 000 миль); составляет 20 000 часов срок службы между капитальным ремонтом , а срок службы — 60 000 часов или 20 лет.

Расположение снаряжения

• Самолеты
• 
  Обычный / хвостовой тягач Piper Cub
• 
  Трехколесный велосипед Цессна 152
• 
  Велосипед АВ-8Б Харриер
• 
  Квадрицикл Fairchild XC-120 Packplane

Колесные ходовые части обычно бывают двух типов:

• Обычное шасси или «хвостовое волокно» , в котором есть два основных колеса в передней части самолета и одно колесо или полозья гораздо меньшего размера сзади. Такая же конструкция вертолета называется трехколесным хвостовым колесом.
• Трехколесное шасси , где под крыльями расположены два основных колеса (или узла колес) и третье колесо меньшего размера в носовой части. PZL.37 Łoś Был первым бомбардировщиком со спаренными колесами на одном амортизаторе. Такая же конструкция вертолета называется носовым колесом трехколесного велосипеда.

Расположение хвостового гребного винта было обычным явлением в раннюю эпоху винтов, поскольку оно давало больше места для пропеллера. Большинство современных самолетов имеют трехопорное шасси. Считается, что хвостовые драггеры сложнее приземляться и взлетать (поскольку их конструкция обычно нестабильна , то есть небольшое отклонение от прямолинейного движения будет иметь тенденцию увеличиваться, а не корректироваться), и обычно требуют специальной подготовки пилотов. К ходовой части трехколесного велосипеда можно добавить небольшое хвостовое колесо или полозья/бампер, чтобы предотвратить повреждение нижней части фюзеляжа, если при взлете произойдет чрезмерное вращение, приводящее к удару хвостом . К самолетам с защитой от удара хвостом относятся B-29 Superfortress , Boeing 727 trijet и Concorde . Некоторые самолеты с убирающимся обычным шасси имеют фиксированное хвостовое колесо. Хёрнер оценил сопротивление неподвижного хвостового колеса Bf 109 и сравнил его с сопротивлением других выступов, таких как фонарь пилота.

Третья конструкция (известная как тандем или велосипед) имеет основное и носовое шасси, расположенное вперед и назад от центра тяжести (CG) под фюзеляжем, с выносными опорами на крыльях. Это используется, когда по обеим сторонам фюзеляжа нет удобного места для крепления основной ходовой части или ее хранения в убранном состоянии. Примеры включают самолет-разведчик Lockheed U-2 и прыжковый реактивный самолет Harrier . В Boeing B-52 используется аналогичная схема, за исключением того, что передняя и задняя передачи имеют по два сдвоенных колеса, расположенных рядом.

Передача квадрицикла аналогична велосипеду, но с двумя наборами колес, смещенными вбок в переднем и заднем положениях. Реймер классифицирует передачу Б-52 как квадрицикл. Экспериментальный самолет Fairchild XC-120 Packplane имел четырехколесное шасси, расположенное в мотогондолах, что обеспечивало неограниченный доступ под фюзеляжем для крепления большого грузового контейнера.

Вертолеты используют полозья, понтоны или колеса в зависимости от их размера и роли.

• Вертолеты
• 
  Хвостовое колесо трехколесного велосипеда Sikorsky R-4
• 
  Носовое колесо трехколесного велосипеда Sikorsky CH-54
• 
  Квадрицикл Boeing CH-47 Chinook
• 
  Заброшенный Робинсон R44

Выдвижная шестерня

Продолжительность: 18 секунд. 0:18

Убирание шасси Боинга 727 после взлета

Чтобы уменьшить сопротивление в полете, шасси убираются в крылья и/или фюзеляж, при этом колеса находятся на одном уровне с окружающей поверхностью, или скрываются за дверями, установленными заподлицо; это называется выдвижной механизм. Если колеса не втягиваются полностью, а частично выступают наружу, подвергаясь воздействию воздушного потока, это называется полуубирающимся механизмом.

Большинство выдвижных механизмов имеют гидравлический привод, хотя на очень легких самолетах некоторые из них имеют электрический или даже ручной привод. Шасси уложено в отсеке, называемом колесной нишей.

Пилоты, подтверждающие, что их шасси опущены и зафиксированы, ссылаются на «три зеленых» или «три на зеленом», ссылку на электрические индикаторные лампы (или окрашенные панели механических индикаторных блоков) на носовом/хвостовом колесе и двух основных шестерни. Мигающие зеленые или красные огни указывают на то, что механизм находится в пути, а не поднят и заблокирован или не опущен и не заблокирован. Когда снаряжение полностью уложено и замки зафиксированы, огни часто гаснут, следуя философии темной кабины; на некоторых самолетах есть индикаторы включения передач.

Для управления шасси используются резервные системы, а также могут быть предусмотрены резервные опоры основных стоек, чтобы самолет мог удовлетворительно приземлиться в ряде сценариев отказа. Боинг 747 получил четыре отдельные и независимые гидравлические системы (когда у предыдущих авиалайнеров было две) и четыре стойки основных стоек шасси (когда у предыдущих авиалайнеров было две). Безопасная посадка была бы возможна, если бы оторвались две стойки основных стоек при условии, что они находились на противоположных сторонах фюзеляжа. В случае отключения электроэнергии на легком самолете всегда доступна система аварийного продления. Это может быть рукоятка или насос с ручным управлением или механический механизм свободного падения, который отключает замки и позволяет шасси упасть под действием силы тяжести.

• 
  Анимация убирающегося шасси
• 
  Узкофюзеляжные самолеты имеют двухколесные стойки основных стоек шасси.
• 
  широкофюзеляжных самолетов имеют многоосные тележки Основные опоры .
• 
  Высокоплановые грузовые самолеты имеют понтоны для основного шасси.

Амортизаторы

Шасси самолета включает в себя колеса, оснащенные твердыми амортизаторами на легких самолетах, и воздушно-масляные стойки на более крупных самолетах.

• 
  Стойка Oleo (газ или масло под давлением) с моментными звеньями
• 
  Стойка Oleo с продольным рычагом
• 
  Резиновые диски на сжатие с продольным рычагом Mooney M20
• 
  Простая пружинная стальная планка, используемая на многих легких самолетах.
• 
  Простая стальная трубка

Большой самолет

Колесные схемы больших авиалайнеров

Поскольку вес самолетов увеличился, было добавлено больше колес, а толщина взлетно-посадочной полосы увеличилась, чтобы сохранить предел нагрузки на взлетно-посадочную полосу . Zeppelin -Staaken R.VI , большой немецкий дальний бомбардировщик времен Первой мировой войны 1916 года, использовал восемнадцать колес для своей ходовой части, разделенных между двумя колесами на стойках передней стойки и шестнадцатью колесами на главных передачах, разделенных на четыре. расположенные бок о бок квартеты каждый, по два квартета колес с каждой стороны - под каждой тандемной гондолой двигателя, чтобы выдержать его нагруженный вес почти 12 т (26 000 фунтов).

Множественные «тандемные колеса» на самолете — особенно на грузовом самолете , установленные на нижних сторонах фюзеляжа в качестве выдвижных главных агрегатов современных конструкций — впервые были замечены во время Второй мировой войны на экспериментальном немецком Arado Ar 232 грузовом самолете , который использовал ряд из одиннадцати «сдвоенных» неподвижных колесных пар непосредственно под осевой линией фюзеляжа для выдерживания более тяжелых грузов на земле. Многие современные большие грузовые самолеты используют эту конструкцию для своих выдвижных основных стоек, обычно устанавливаемых в нижних углах центральной конструкции фюзеляжа.

Прототип Convair XB-36 имел большую часть своего веса на двух основных колесах, для чего требовались взлетно-посадочные полосы толщиной не менее 22 дюймов (56 см). На серийных самолетах использовались две четырехколесные тележки, что позволяло использовать любой аэродром, подходящий для B-29.

Относительно легкий бизнес-джет Lockheed JetStar толщиной 10 дюймов (25 см) с четырьмя колесами, выдерживающими 44 000 фунтов (20 т), нуждался в гибком асфальтовом покрытии . 727-200 массой 210 ​​000 фунтов (95 т) Боингу с четырьмя шинами на двухопорных основных стойках шасси требовалось покрытие толщиной 20 дюймов (51 см). Толщина выросла до 25 дюймов (64 см) у McDonnell Douglas DC-10-10 с массой 443 000 фунтов (201 т), поддерживаемого восемью колесами на двух опорах. Более тяжелые, 558 000 фунтов (253 т), DC-10-30/40 могли работать с покрытиями той же толщины с третьей основной опорой на десять колес, как и первый Боинг 747-100 весом 700 000 фунтов (320 т). на четырех ножках и 16 колесах. аналогичного веса Lockheed C-5 с 24 колесами требует дорожного покрытия шириной 18 дюймов (46 см).

Двухколесный агрегат на центральной линии фюзеляжа McDonnell Douglas DC-10 -30/40 был сохранен на авиалайнере MD-11 , и та же конфигурация использовалась на первоначальном 275-тонном (606 000 фунтов) Airbus A340 -200/300, который превратился в полноценную четырехколесную тележку ходовой части для более тяжелого 380-тонного (840 000 фунтов) Airbus A340-500/-600. массой до 775 000 фунтов (352 т) Боинг 777 имеет двенадцать основных колес на двух трехосных тележках, как и более поздний Airbus A350 .

массой 575 т (1 268 000 фунтов) Airbus A380 имеет четырехколесную тележку под каждым крылом и два комплекта шестиколесных тележек под фюзеляжем. 640-тонный (1 410 000 фунтов) Антонов Ан-225 , самый крупный грузовой самолет, имел 4 колеса на двухстоечных передних стойках шасси, как и меньший Антонов Ан-124 , и 28 основных колес.

массой 97 т (214 000 фунтов) Модель A321neo имеет двухколесную главную передачу, накачанную до 15,7 бар (228 фунтов на квадратный дюйм). в то время как 280-тонный (620 000 фунтов) A350-900 имеет четырехколесную главную передачу, накачанную до 17,1 бар (248 фунтов на квадратный дюйм).

• 
  А340-600 брюхе имеет дополнительное основное шасси на фюзеляжа .
• 
  Шасси крыла и фюзеляжа Боинга 747-400 незадолго до посадки.
• 
  20-колесное основное шасси Airbus A380.
• 
  Основное шасси самолета Ан-225 Мрия.

СВП самолет

К самолетам СВП предъявляются более высокие требования к скорости снижения, если для уменьшения разброса приземлений необходимо использовать технику посадки авианосного типа без рассвета. Например, Saab 37 Viggen с шасси, рассчитанным на удар со скоростью 5 м/с, мог бы использовать посадку несущего типа и HUD , чтобы уменьшить разброс с 300 м до 100 м.

De Havilland Canada DHC-4 Caribou использовала ноги с длинным ходом для приземления с крутого захода на посадку без плавучести.

Работа с воды

Основная статья: Гидросамолет

имеет Летающая лодка нижнюю часть фюзеляжа, имеющую форму корпуса лодки, придающую ей плавучесть. поплавки или короткие крыловидные спонсоны Для устойчивости добавлены , установленные на крыле. Спонсоны крепятся к нижним бортам фюзеляжа.

Гидросамолет имеет два или три поплавка обтекаемой формы. Поплавки-амфибии имеют убирающиеся колеса для работы на суше.

Самолет -амфибия или амфибия обычно имеет два отдельных шасси, а именно корпус / поплавок «лодки» и убирающиеся колеса, которые позволяют ему действовать с суши или с воды.

Береговое устройство — это съемное колесное шасси, которое позволяет маневрировать гидросамолету или летающей лодке, не являющемуся амфибией, на суше. Он используется для обслуживания и хранения самолетов и либо перевозится в самолете, либо хранится на стапеле. Береговое оборудование может состоять из отдельных съемных колес или люльки, поддерживающей весь самолет. В первом случае береговое оборудование прикрепляется или отсоединяется вручную, когда самолет находится в воде; в последнем случае самолет маневрируют на люльке.

Вертолеты могут садиться на воду с помощью поплавков или корпуса и поплавков.

• 
  Cessna 208 с поплавками-амфибиями Гидросамолет
• 
  Гидросамолет Nakajima E8N с тремя поплавками
• 
  Амфибия Consolidated PBY Catalina с бортовым шасси
• 
  Неамфибийная летающая лодка Short Solent с береговым снаряжением
• 
  Dornier Do X со спонсорами
• 
  Сикорский HH-3 на воде
• 
  Schweizer 300 с надувными поплавками

Для взлета требуется ступенька и глиссирующее дно, чтобы поднять его из плавающего положения в глиссирующее на поверхности. При приземлении требуется раскалывающее действие, чтобы уменьшить удар о поверхность воды. V-образное днище разделяет воду, а скулы отражают брызги, предотвращая повреждение уязвимых частей самолета. Может потребоваться дополнительный контроль распыления с помощью разбрызгивающих полос или перевернутых желобов. К корпусу, сразу за центром тяжести, добавлена ​​ступенька, чтобы вода не прилипала к кормовой части и самолет мог разогнаться до скорости полета. Эта ступенька позволяет воздуху, так называемому вентиляционному воздуху, препятствовать всасыванию воды на кормовую часть. использовались две ступени На Kawanishi H8K . Ступенька увеличивает сопротивление в полете. Вклад лобового сопротивления ступеньки можно уменьшить с помощью обтекателя. III была введена обтекаемая ступенька На Short Sunderland .

Одной из целей конструкторов гидросамолетов была разработка гидросамолета для открытого океана, способного выполнять обычные полеты в очень бурной воде. Это привело к изменениям в конфигурации корпуса гидросамолета. Корпуса с большим соотношением длины и ширины и удлиненная кормовая часть улучшили характеристики судна в условиях бурной воды. Корпус, намного длиннее его ширины, также уменьшал сопротивление в полете. Экспериментальная разработка Martin Marlin , Martin M-270, была испытана с новым корпусом с увеличенным соотношением длины к ширине, равным 15, полученным путем добавления 6 футов к носу и хвосту. Возможности в условиях волнения можно улучшить за счет более низких скоростей взлета и посадки, поскольку уменьшаются удары о волны. Shin Meiwa US-1A — это самолет-амфибия с возможностью взлета и посадки с выдувными закрылками и всеми поверхностями управления. Возможность посадки и взлета на относительно небольших скоростях около 45 узлов и гидродинамические особенности корпуса, большая длина/ширина. и перевернутый водосточный желоб, например, позволяют работать при высоте волн до 15 футов. Перевернутые желоба направляют струю к задней части дисков гребного винта.

Маневрирование на низкой скорости необходимо между стапелями и буями, а также зонами взлета и посадки. Водяные рули используются на гидросамолетах различных размеров от Republic RC-3 Seabee до Бериева А-40. Гидрозакрылки использовались на Martin Marlin. и Мартин СиМастер . Гидрозакрылки, расположенные в задней части кормовой части, действуют как тормоз скорости или дифференциально как руль направления. Неподвижный плавник, известный как скег , используется для обеспечения курсовой устойчивости. Скег был добавлен ко второй ступени корпуса летающей лодки Kawanishi H8K .

Удары на высокой скорости в бурной воде между корпусом и бортами волны можно уменьшить с помощью гидролыж, которые удерживают корпус над водой на более высоких скоростях. Гидролыжи заменяют корпус лодки и требуют только простого фюзеляжа с плоской задней частью. В качестве альтернативы лыжи с колесами можно использовать для самолетов наземного базирования, которые начинают и заканчивают полет с пляжа или плавучей баржи. Гидролыжи с колесами были продемонстрированы как универсальная модификация шасси Fairchild C-123 , известного как Panto-base. Строуков YC-134 . Гидросамолетом, изначально спроектированным с гидролыжами, стал прототип истребителя Convair F2Y Sea Dart . Лыжи имели небольшие колеса с третьим колесом на фюзеляже для наземного обслуживания.

В 1950-х годах гидролыжи рассматривались как средство аварийного спуска для больших самолетов с поршневыми двигателями. Испытания резервуаров для воды, проведенные с использованием моделей Lockheed Constellation , Douglas DC-4 и Lockheed Neptune, пришли к выводу, что шансы на выживание и спасение значительно возрастут, если предотвратить критические повреждения, связанные с выбросом на воду.

• 
  Короткий Sunderland V, показывающий ступеньку на поплавке крыла и ступеньку с обтекателем на корпусе.
• 
  Kawanishi H8K демонстрирует две ступени на корпусе, скег на второй ступени и полоски распыления под носовой частью.
• 
  Martin SeaMaster показывает контур гидрозакрылков сзади.
• 
  Stroukoff YC-123E демонстрирует гидролыжи на пантобазе шасси.
• 
  Харбин SH-5 с глубокой V-образной носовой частью
• 
  Shin Meiwa US-1A демонстрирует перевернутый водосточный желоб от носа до задней части винтов.
• 
  Shin Meiwa US-2 демонстрирует измененный глушитель брызг по сравнению с глушителем US-1A.
• 
  Бериев А-40 с водным рулем направления
• 
  Convair F2Y Sea Dart демонстрирует сдвоенные гидролыжи

Корабельная эксплуатация

К шасси самолетов, которые приземляются на авианосцы, предъявляются более высокие требования по скорости снижения, поскольку самолеты вылетают на палубу без посадочной опоры . Другие особенности связаны с требованиями к взлету с катапульты для конкретного самолета. Например, Blackburn Buccaneer опустили на хвостовую опору, чтобы установить требуемое положение носа вверх. Военно-морскому самолету McDonnell Douglas F-4 Phantom II, находящемуся на вооружении Великобритании, требовалась выдвижная опора носового колеса для задания положения крыла при запуске.

Шасси самолета, использующего трамплин при взлете, подвергается нагрузке в 0,5 g, которая также сохраняется намного дольше, чем удар при приземлении.

Вертолеты могут иметь гарпун для фиксации их на палубе.

Использование в полете

На некоторых самолетах требуется использовать шасси в качестве тормоза скорости.

Гибкая установка походных тележек основных стоек шасси на Туполеве Ту-22 Р увеличила скорость флаттера самолета до 550 узлов (1020 км/ч). Тележки раскачивались внутри гондолы под управлением демпферов и пружин в качестве противовибрационного устройства.

Шестерня общая для разных самолетов

Некоторые экспериментальные самолеты использовали оборудование существующих самолетов, чтобы снизить затраты на программу. В подъемном корпусе Martin-Marietta X-24 использовалась носовая/главная стойка от North American T-39/ Northrop T-38 и Grumman X-29 от Northrop F-5 / General Dynamics F-16 .

Другие типы

Лыжи

Колеса-лыжи

Когда самолету необходимо приземлиться на поверхность, покрытую снегом, шасси обычно состоит из лыж или комбинации колес и лыж.

Съемный

Me 163B Komet с двухколесной взлетной «тележкой» на месте.

Некоторые самолеты используют колеса для взлета и сбрасывают их в полете для улучшения обтекаемости без сложностей, веса и требований к пространству, связанных с механизмом втягивания. Колеса иногда устанавливаются на оси, входящие в состав отдельного шасси «тележки» (только для основных колес) или «тележки» (для трехколесной пары с носовым колесом). Посадка производится на полозья или подобные простые устройства (стационарные или выдвижные). SNCASE Baroudeur использовал эту схему.

Исторические примеры включают «тележку» с ракетным истребителем Messerschmitt Me 163 Komet , десантный планер Messerschmitt Me 321 Gigant и первые восемь прототипов «тележек» реактивного бомбардировщика -разведчика Arado Ar 234 . Основным недостатком использования системы взлетной тележки/тележки и посадочных полозьев на немецких самолетах времен Второй мировой войны, предназначенных для значительного числа немецких реактивных и ракетных военных самолетов поздней войны, было то, что самолеты, скорее всего, были бы разбросаны. по всему военному аэродрому после того, как они приземлились с задания, и не смогут самостоятельно вырулить к соответствующим образом скрытому месту «рассредоточения», что может легко сделать их уязвимыми для обстрела атакующими истребителями союзников . Аналогичным современным примером являются опорные колеса законцовок крыла («пого») на самолете-разведчике Lockheed U-2 , которые отваливаются после взлета и падают на землю; Затем при посадке самолет опирается на титановые полозья на законцовках крыла.

Отвод назад и вбок

Королевских ВВС P-47 с наклоненным вперед основным шасси и наклоненным назад положением основного колеса (в убранном состоянии), на что указывает едва видимая открытая дверца колеса.

Некоторые стойки основных стоек шасси на самолетах времен Второй мировой войны, чтобы позволить одностоечной основной стойке более эффективно удерживать колесо внутри крыла или мотогондолы, поворачивали одинарную стойку шасси на угол 90 ° во время движения назад. последовательность втягивания, позволяющая основному колесу лежать «плоско» над нижним концом стойки главного шасси или заподлицо с крылом или мотогондолами при полном втягивании. Примерами являются Curtiss P-40 , Vought F4U Corsair , Grumman F6F Hellcat , Messerschmitt Me 210 и Junkers Ju 88 . Семейство Aero Commander двухмоторных бизнес-самолетов также разделяет эту особенность основных шасси, которые убираются назад в концы мотогондол . Убирающаяся назад стойка носового колеса на Heinkel He 219. и убирающаяся вперед стойка носового шасси на более позднем Cessna Skymaster аналогичным образом поворачивалась на 90 градусов при втягивании.

На большинстве одномоторных истребителей времен Второй мировой войны (и даже на одном немецком тяжелом бомбардировщике ) с убирающейся вбок главной стойкой главная стойка, убиравшаяся в крылья, откидывалась вперед в положении «вниз» для лучшей управляемости на земле, при убранной положение, при котором основные колеса располагались на некотором расстоянии назад от их положения в нижнем корпусе - это привело к сложной угловой геометрии для установки углов «шкворня» на верхних концах стоек для оси вращения механизма уборки. с некоторыми самолетами, такими как P-47 Thunderbolt и Grumman Bearcat , даже требовалось, чтобы стойки главной стойки удлинялись по мере их выдвижения, чтобы обеспечить достаточный дорожный просвет для их больших четырехлопастных винтов. Единственным исключением из необходимости этой сложности во многих истребителях времен Второй мировой войны был знаменитый японский истребитель «Зеро» , основное шасси которого при выдвижении оставалось под перпендикулярным углом к ​​центральной линии самолета, если смотреть сбоку.

Изменяемое осевое положение основных колес

Основные колеса Vought F7U Cutlass могли перемещаться на 20 дюймов между передним и задним положением. Переднее положение использовалось при взлете, чтобы обеспечить более длинный рычаг для управления тангажем и лучшего положения носа вверх. Кормовое положение использовалось для уменьшения отскока при приземлении и снижения риска опрокидывания назад во время наземного обслуживания.

Тандемная компоновка

Хоукер Сиддели Харриер GR7. Тандемная ходовая часть с дополнительными опорными колесами под крыльями.

Тандемная или велосипедная компоновка используется на Hawker Siddeley Harrier, у которого есть два основных колеса за одним носовым колесом под фюзеляжем и колесо меньшего размера возле законцовки каждого крыла. На Harrier второго поколения крыло выдвинуто за пределы выносных колес, чтобы можно было переносить больший боекомплект, установленный на крыле, или чтобы можно было прикрепить болтами удлинители законцовок крыла для перегоночных полетов.

Тандемная компоновка была оценена Мартином с использованием специально модифицированного Martin B-26 Marauder (XB-26H) для оценки его использования на первом реактивном бомбардировщике Мартина, Martin XB-48 . Эта конфигурация оказалась настолько маневренной, что ее также выбрали для B-47 Stratojet . Он также использовался на У-2, Мясищев М-4 , Як-25 , Як-28 и Sud Aviation Vautour . Вариант мультитандемной компоновки также используется на B-52 Stratofortress , который имеет четыре тележки основных колес (две передние и две кормовые) под фюзеляжем и небольшое выносное колесо, поддерживающее каждую законцовку крыла. Шасси В-52 уникально еще и тем, что все четыре пары основных колес могут быть управляемыми. Это позволяет шасси выровняться с взлетно-посадочной полосой и, таким образом, облегчает приземление при боковом ветре (с использованием метода, называемого приземлением крабом ). Поскольку тандемный самолет не может вращаться крыльев при взлете, передняя шестерня должна быть достаточно длинной, чтобы обеспечить правильный угол атаки во время взлета. Во время приземления переднее шасси не должно касаться взлетно-посадочной полосы первым, иначе заднее шасси упадет, что может привести к тому, что самолет подпрыгнет и снова поднимется в воздух.

Место для посадки при боковом ветре

«Кастинговое» расположение главной передачи на Blériot XI.

Одна из самых ранних ходовых частей с поворотным механизмом для посадки при боковом ветре была впервые использована в конструкции Bleriot VIII 1908 года. Позже она использовалась в гораздо более известном самолете Blériot XI, пересекающем Ла-Манш 1909 года, а также была скопирована в самых ранних образцах Etrich Taube . В такой конструкции амортизация основных стоек шасси принималась на себя вертикально скользящей верхней частью, подрессоренной тросом. Вертикальная стойка, по которой скользил верхний элемент для принятия ударов при приземлении, также имела нижний конец в качестве точки вращения переднего конца подвесной вилки основного колеса, что позволяло главному шасси поворачиваться при приземлении с умеренным боковым ветром.

Главные шасси с ручной регулировкой на В-52 могут быть настроены на взлет при боковом ветре. Его редко приходится использовать с аэродромов, определенных SAC, которые имеют основные взлетно-посадочные полосы в преобладающем направлении самого сильного ветра. Lockheed C-5 Galaxy имеет поворотные 6-колесные основные агрегаты для приземления при боковом ветре и поворотные задние агрегаты для предотвращения стирания шин на крутых поворотах.

«Коленонная» снасть

И носовая стойка, и основное шасси немецкого грузового/транспортного самолета Arado Ar 232 времен Второй мировой войны были спроектированы так, чтобы стоять на коленях. Это облегчило погрузку и разгрузку груза, а также улучшило руление по канавам и мягкому грунту.

Некоторые ранние ВМС США реактивные истребители были оснащены «наклоненной» носовой стойкой, состоящей из небольших управляемых вспомогательных колес на коротких стойках, расположенных впереди от основной передней стойки, что позволяло рулить самолет высоко хвостом с убранной основной передней стойкой. Эта функция была предназначена для повышения безопасности на борту авианосцев за счет перенаправления горячего выхлопного потока вверх, а также для уменьшения требований к пространству в ангаре, позволяя самолету парковаться носом под хвостовой частью реактивного самолета с аналогичным оборудованием. Коленный механизм использовался на North American FJ-1 Fury. и на ранних версиях McDonnell F2H Banshee , но оказался малопригодным в эксплуатации и был исключен из более поздних истребителей ВМФ.

Носовое колесо Lockheed C-5 . частично убирается в бампер, чтобы облегчить погрузку и разгрузку груза с помощью аппарелей через переднюю, откидывающуюся вверх носовую часть фюзеляжа, когда он неподвижен на земле. Самолет также наклоняется назад. Двухколесные основные агрегаты Мессье, установленные на Transall и других грузовых самолетах, могут при необходимости наклоняться вперед или назад.

Вертолет Boeing AH-64 Apache может стоять на коленях, помещаясь в грузовой отсек транспортного самолета и для хранения.

Поддержка хвоста

Шасси самолета включает устройства, предотвращающие контакт фюзеляжа с землей путем опрокидывания назад при загрузке самолета. Некоторые коммерческие самолеты использовали хвостовые опоры при парковке у ворот. У Douglas C-54 было критическое расположение центра тяжести, требующее установки стойки наземного обслуживания. В Lockheed C-130 и Boeing C-17 Globemaster III используются рамповые опоры.

Порожний Ил-62 опирается на удлиненную хвостовую стойку.

Погруженная ЦТ заднемоторного Ил-62 расположена позади основного шасси из-за конструктивных решений, связанных с попытками снизить общий вес, сложность систем и лобовое сопротивление; Чтобы предотвратить наклон фюзеляжа назад при разгрузке, самолет оснащен уникальной полностью убирающейся вертикальной хвостовой стойкой с поворотными колесами, позволяющими буксировать или толкать назад . Стойка не предназначена для руления или полета, когда вес экипажа, пассажиров, груза и топлива обеспечивает необходимую продольную балансировку.

Моноколесо

Планер Schleicher ASG 29 демонстрирует моноколесное шасси.

Чтобы минимизировать сопротивление, современные планеры обычно имеют одно колесо, выдвижное или фиксированное, расположенное по центру под фюзеляжем, которое называется моноколесным шасси или моноколесным шасси . Моноколесная передача также используется на некоторых самолетах с двигателем, где снижение лобового сопротивления является приоритетом, например, на Europa Classic . Как и ракетный истребитель Me 163, некоторые планеры до Второй мировой войны использовали взлетную тележку, которая сбрасывалась при взлете; затем эти планеры приземлились на фиксированную полозья. Данная конфигурация обязательно сопровождается хвостовиком.

Вертолеты

В легких вертолетах используются простые посадочные полозья для экономии веса и стоимости. Полозья могут иметь точки крепления для колес, чтобы их можно было перемещать по земле на небольшие расстояния. Полозья непрактичны для вертолетов массой более четырех тонн. Некоторые высокоскоростные машины имеют выдвижные колеса, но в большинстве из них используются фиксированные колеса из-за их надежности и для того, чтобы избежать необходимости в механизме втягивания.

Tailsitter

Convair XFY Pogo демонстрирует шасси

Экспериментальные самолеты с хвостовым сиденьем используют шасси, расположенное в хвостовой части, для вертикального взлета и посадки.

Легкий самолет

Для легких самолетов экономичным в производстве типом шасси является простая деревянная арка, ламинированная из ясеня, которая используется на некоторых самодельных самолетах. Подобную арочную шестерню часто изготавливают из пружинной стали. Cessna Airmaster был одним из первых самолетов, в которых использовалось шасси из пружинной стали. Основное преимущество такой экипировки в том, что не требуется никакого другого амортизирующего устройства; отклоняющийся лист обеспечивает амортизацию.

Складное снаряжение

Первый прототип Ju 288 V1, демонстрирующий сложную «складную» основную ходовую часть.

Ограниченное пространство, доступное для размещения шасси, привело к появлению множества сложных механизмов уборки, каждый из которых уникален для конкретного самолета. Ранний пример, победитель конкурса на проектирование боевых самолетов немецкого бомбардировщика B , Junkers Ju 288 , имел сложное «складное» основное шасси, в отличие от любого другого самолета, разработанного сторонами Оси или союзников во время войны: к нему была прикреплена только одна олео-стойка. до нижнего конца главных стоек втягивания Y-образной формы, управляя сдвоенными основными зубчатыми колесами и складывая путем поворота вниз и назад во время втягивания «сложить» длину главного колеса, чтобы укоротить его для размещения в мотогондоле, в которой оно было установлено. Однако конструкция с одной точкой поворота также привела к многочисленным случаям разрушения основных агрегатов планеров прототипов.

Отслеживается

Увеличенную площадь контакта можно получить с помощью очень больших колес, множества колес меньшего размера или гусеничных передач. Гусеничное оборудование производства Dowty было установлено на Westland Lysander в 1938 году для испытаний на такси, затем на Fairchild Cornell и Douglas Boston . Бонмартини из Италии установил гусеничное оборудование на Piper Cub в 1951 году. Гусеничная техника также испытывалась на самолетах С-47, С-82 и В-50. Для дальнейших испытаний был предоставлен гораздо более тяжелый самолет XB-36, хотя использовать его на серийных самолетах не планировалось. Нагрузка на взлетно-посадочную полосу была снижена на одну треть по сравнению с четырехколесной тележкой В-36.

Экспериментальная гусеничная техника на Б-36 Миротворец

Наземный транспорт

Наземный транспорт — это долгосрочная (после 2030 года) концепция полета без шасси. Это одна из многих авиационных технологий, предлагаемых для сокращения выбросов парниковых газов. Оставление шасси на земле снижает вес и сопротивление. Оставить его после взлета было сделано по другой причине, а именно с военными целями, во время Второй мировой войны с использованием «тележки» и «тележки» немецкого ракетного истребителя Me 163 B и Arado Ar 234 прототипа реактивного разведчика A. бомбардировщик.

Рулевое управление

Существует несколько типов рулевого управления. Управление самолетом- хвостом может осуществляться только рулем направления (в зависимости от силы ветра, создаваемого самолетом при его повороте), свободно поворачивающимся хвостовым колесом, рулевой тягой с хвостовым колесом или дифференциальным торможением (использование независимых тормозов на хвостовом колесе). противоположные стороны самолета, чтобы развернуть его, замедлив одну сторону более резко, чем другую). Самолеты с трехопорным шасси обычно имеют рулевую тягу с носовым колесом (особенно в больших самолетах), но некоторые позволяют носовому колесу свободно поворачиваться и использовать дифференциальное торможение и / или руль направления для управления самолетом, например Cirrus SR22 .

Некоторые самолеты требуют, чтобы пилот управлял с помощью педалей направления; другие позволяют управлять рулем с помощью штурвала или ручки управления. Некоторые допускают и то, и другое. Третьи имеют отдельный орган управления, называемый румпелем , используемый исключительно для управления на земле.

руль направления

Когда самолет управляется на земле исключительно с помощью руля направления, ему необходим значительный поток воздуха мимо руля направления, который может создаваться либо за счет движения самолета вперед, либо за счет потока пропеллера. Для эффективного использования руля направления требуется значительная практика. Несмотря на то, что ему необходим поток воздуха мимо руля направления, его преимуществом является отсутствие трения о землю, что делает его полезным для самолетов на воде, снегу или льду.

Прямой

Боинга 727 румпель носового шасси На этой фотографии кабины виден как полукруглый рычаг ручного управления слева от штурвала.

Некоторые самолеты соединяют штурвал, ручку управления или руль направления непосредственно со штурвалом, используемым для рулевого управления. Манипулирование этими органами управления поворачивает рулевое колесо (носовое колесо для трехколесного шасси и хвостовое колесо для хвостовых тягачей ). Соединение может быть жестким, при котором любое движение органов управления поворачивает руль (и наоборот), или мягким, при котором пружинный механизм крутит руль, но не заставляет его поворачиваться. Первый обеспечивает положительное рулевое управление, но облегчает занос рулевого колеса; последний обеспечивает более мягкое рулевое управление (что позволяет легко переусердствовать), но снижает вероятность заноса. Самолеты с убирающимся шасси могут полностью или частично вывести из строя рулевой механизм, когда шасси убрано.

Дифференциальное торможение

Дифференциальное торможение зависит от асимметричного применения тормозов на главных колесах при повороте самолета. Для этого самолет должен быть оборудован отдельными органами управления правым и левым тормозами (обычно на педалях руля направления). Носовое или хвостовое колесо обычно не оборудовано тормозами. Дифференциальное торможение требует значительных навыков. В самолетах с несколькими методами рулевого управления, включающими дифференциальное торможение, дифференциального торможения можно избежать из-за износа тормозных механизмов. Преимущество дифференциального торможения заключается в том, что оно практически не зависит от любого движения или пробуксовки носового или хвостового колеса.

Тиллер

Румпель в самолете представляет собой небольшое колесо или рычаг, иногда доступный одному пилоту, а иногда дублирующийся для обоих пилотов, который управляет рулевым управлением самолета, пока он находится на земле. Румпель может быть спроектирован для работы в сочетании с другими органами управления, такими как руль направления или штурвал. В больших авиалайнерах, например, румпель часто используется в качестве единственного средства управления во время руления, а затем руль направления используется для управления во время взлета и посадки, так что и аэродинамические поверхности управления, и шасси могут управляться одновременно, когда самолет движется с аэродинамической скоростью.

Шины и диски

Два механика заменяют колесо основной стойки шасси на Lockheed P-3 Orion.

Наземная бригада Люфтваффе обслуживает Heinkel He 177A, февраль 1944 года . колеса и шины главной передачи

Указанный критерий выбора, например минимальный размер, вес или давление, используются для выбора подходящих шин и колес из каталога производителя и отраслевых стандартов, найденных в Ежегоднике самолетов, опубликованном Tire and Rim Association, Inc.

Загрузка снаряжения

Выбор шин основных колес производится исходя из случая статической нагрузки. Суммарная нагрузка главной передачи $F_{\text{m}}$ рассчитывается в предположении, что самолет рулит на малой скорости без торможения:

$F_{\text{m}}={\frac {l_{\text{n}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}W.$

где $W$ вес самолета и $l_{\text{m}}$ и $l_{\text{n}}$ самолета — расстояние, измеренное от центра тяжести (cg) до основного и переднего шасси соответственно.

Выбор шин носового колеса зависит от нагрузки на носовое колесо. $F_{\text{n}}$ при торможении с максимальным усилием:

$F_{\text{n}}={\frac {l_{\text{m}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}(W-L)+{\frac {h_{\text{cg}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}\left({\frac {a_{\text{x}}}{g}}W-D+T\right).$

где $L$ это лифт, $D$ это сопротивление, $T$ это тяга, и $h_{\text{cg}}$ — высота самолета относительно неподвижной линии земли. Типичные значения для ${\frac {a_{\text{x}}}{g}}$ на сухом бетоне изменяются от 0,35 для простой тормозной системы до 0,45 для системы автоматического регулирования тормозного давления. Как оба $L$ и $D$ положительны, максимальная нагрузка на носовую опору возникает на малой скорости. Реверс тяги уменьшает нагрузку на носовое шасси и, следовательно, условие $T=0$ приводит к максимальному значению:

$F_{\text{n}}={\frac {l_{\text{m}}+h_{\text{cg}}({\frac {a_{\text{x}}}{g}})}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}W.$

Чтобы гарантировать, что номинальные нагрузки не будут превышены в статических условиях и в условиях торможения, при расчете приложенных нагрузок используется семипроцентный коэффициент запаса прочности.

Инфляционное давление

При условии неизменности нагрузки на колеса и конфигурации шасси вес и объем шины будут уменьшаться с увеличением внутреннего давления. С точки зрения плавучести уменьшение площади контакта шин приведет к увеличению несущей нагрузки на дорожное покрытие, что может уменьшить количество аэродромов, доступных для самолетов. Торможение также станет менее эффективным из-за уменьшения силы трения между шинами и землей. Кроме того, уменьшение размера шины и, следовательно, размера колеса может создать проблему, если внутренние тормоза будут установлены внутри ободов колес. Аргументы против более высокого давления таковы, что коммерческие операторы обычно предпочитают более низкое давление, чтобы максимально продлить срок службы шин и минимизировать нагрузку на взлетно-посадочную полосу. Чтобы предотвратить проколы камнями, Philippine Airlines пришлось эксплуатировать свой самолет Hawker Siddeley 748 с настолько низким давлением, насколько позволял производитель шин. Однако слишком низкое давление может привести к катастрофе, как это произошло с рейсом 2120 авиакомпании «Нигерийские авиалинии» .

Примерное общее правило требуемого давления в шинах указано производителем в каталоге. Goodyear, например, рекомендует, чтобы давление было на 4% выше, чем требуется для данного веса, или как часть номинальной статической нагрузки и инфляции.

Шины многих коммерческих самолетов должны быть заполнены азотом и не разбавляться впоследствии кислородом более чем на 5%, чтобы предотвратить самовоспламенение газа, которое может возникнуть в результате перегрева тормозов, выделяющего летучие пары из накладки шины.

Военно-морские самолеты используют разное давление при работе с авианосца и на берегу. Например, давление в шинах Northrop Grumman E-2 Hawkeye составляет 260 фунтов на квадратный дюйм (1,8 МПа) на корабле и 210 фунтов на квадратный дюйм (1,4 МПа) на берегу. используется дефляция на маршруте, В Lockheed C-5 Galaxy чтобы соответствовать условиям аэродрома в пункте назначения, но это приводит к чрезмерному усложнению шасси и колес.

Будущие разработки

Шум в аэропорту является экологической проблемой, которая привлекла внимание к вкладу аэродинамического шума от шасси. Долгосрочная цель НАСА — ограничить посторонний шум самолетов пределами границ аэропорта. Во время захода на посадку шасси опускается за несколько миль до приземления, и шасси является основным источником шума планера, за ним следуют развернутые механизмы подъемной силы. При использовании двигателей на пониженной мощности при заходе на посадку необходимо снизить шум планера, чтобы существенно снизить общий шум самолета. Добавление дополнительных обтекателей является одним из подходов к снижению шума от шасси и долгосрочным подходом к решению проблемы образования шума на начальном этапе проектирования.

Спецификации авиакомпаний требуют, чтобы авиалайнер за свой срок совершил до 90 000 взлетов и посадок и проехал по земле 500 000 км. Обычное шасси предназначено для поглощения энергии приземления и неэффективно снижает вибрации планера, вызванные землей, во время приземления, руления и взлета. Вибрацию планера и усталостные повреждения можно уменьшить с помощью полуактивных масел, которые изменяют демпфирование в широком диапазоне путевых скоростей и качества взлетно-посадочной полосы.

Несчастные случаи

Рейс 292 JetBlue Airways , самолет Airbus A320, совершил аварийную посадку на взлетно-посадочной полосе 25L в международном аэропорту Лос-Анджелеса в 2005 году из-за неисправности переднего шасси.

Рейс 1603 компании All Nippon Airways, самолет Bombardier Dash 8 Q400 , опирающийся на нос в аэропорту Коти после того, как его переднее шасси не развернулось перед приземлением, 13 марта 2007 г.

Неисправности или человеческие ошибки (или их сочетание), связанные с убирающимся шасси, были причиной многочисленных аварий и инцидентов на протяжении всей истории авиации. Отвлечение внимания и озабоченность во время приземления сыграли важную роль примерно в 100 инцидентах с включением шасси, которые происходили каждый год в Соединенных Штатах в период с 1998 по 2003 год. Приземление с поднятым шасси, также известное как приземление на брюхо , — это несчастный случай, возникающий в результате того, что пилот забыл выпустить шасси или не смог это сделать из-за неисправности. Хотя посадка с повышенным шасси редко приводит к летальному исходу, она может оказаться очень дорогостоящей, если приведет к серьезному повреждению планера/двигателя. Для винтовых самолетов удар винта может потребовать капитального ремонта двигателя.

Некоторые самолеты имеют усиленную нижнюю часть фюзеляжа или дополнительные функции, позволяющие минимизировать структурные повреждения при посадке с поднятыми колесами. Когда Cessna Skymaster был переоборудован для использования в качестве военного наблюдателя ( O-2 Skymaster ), из стекловолокна к длине фюзеляжа были добавлены перила ; их было достаточно, чтобы поддержать самолет без повреждений, если он приземлился на травянистую поверхность.

Bombardier Dash 8 известен своими проблемами с шасси. Всего произошло три инцидента, все они связаны с компании Scandian Airlines рейсами SK1209, SK2478 и SK2867 . Это привело к тому, что компания Scandian сняла с производства все свои модели Dash 8. Причиной этих происшествий стал запирающий механизм, который не работал должным образом. Это также вызвало обеспокоенность по поводу самолета у многих других авиакомпаний, которые обнаружили аналогичные проблемы. Bombardier Aerospace приказала заземлить все Dash 8 с налетом 10 000 или более часов. Вскоре выяснилось, что у 19 Dash 8 Horizon Airlines были проблемы с механизмом блокировки, как и у 8 австрийских самолетов. Самолеты авиакомпаний , это действительно привело к отмене нескольких сотен рейсов.

21 сентября 2005 года рейс 292 компании JetBlue Airways успешно приземлился с поворотом носовой части шасси на 90 градусов в сторону, в результате чего после приземления образовался ливень искр и пламени.

1 ноября 2011 г. рейс LO16 LOT Polish Airlines успешно приземлился в варшавском аэропорту имени Фредерика Шопена из-за технических неполадок; всем находившимся на борту 231 человеку удалось спастись, не получив травм.

Системы аварийного расширения

На случай выхода из строя механизма выпуска шасси самолета предусмотрен резервный. Это может быть альтернативная гидравлическая система, ручная рукоятка, сжатый воздух (азот), пиротехническая система или система свободного падения.

Система свободного падения или гравитационного падения использует силу тяжести для развертывания шасси в нижнем и заблокированном положении. Для этого пилот активирует переключатель или механическую ручку в кабине, которая отключает блокировку подъема. Затем гравитация тянет шасси вниз и раскрывает его. После установки шасси механически блокируется и его можно безопасно использовать для приземления.

Резонанс земли в винтокрылой машине

Основная статья: Земельный резонанс

Винтокрылые аппараты с полностью шарнирно-сочлененными несущими винтами могут испытывать опасное и постоянно сохраняющееся явление, известное как земной резонанс , при котором несбалансированная система несущего винта вибрирует с частотой, совпадающей с собственной частотой планера, вызывая сильную тряску или раскачивание всего самолета при контакте с ним. земля. Резонанс земли возникает, когда ударная нагрузка постоянно передается на вращающиеся несущие винты через шасси, в результате чего углы между лопастями несущего винта становятся неравномерными; Обычно это срабатывает, если самолет касается земли при движении вперед или вбок или приземляется на один угол шасси из-за наклона земли или положения самолета в полете. Возникающие в результате сильные колебания могут привести к катастрофическому выходу из строя несущих винтов или других частей, их отсоединению и/или удару о другие части планера; это может уничтожить самолет за считанные секунды и подвергнуть серьезной опасности людей, если пилот немедленно не начнет взлет или не закроет дроссель и не уменьшит шаг несущего винта. Резонанс земли упоминался в 34 отчетах Национального совета по безопасности на транспорте об инцидентах и ​​авариях в Соединенных Штатах в период с 1990 по 2008 год.

Винтокрылые аппараты с полностью шарнирно-сочлененными винтами обычно имеют амортизирующее шасси, предназначенное для предотвращения резонанса земли; однако плохое обслуживание шасси и неправильно накачанные шины могут способствовать этому явлению. Вертолеты с полозковым шасси менее подвержены резонансу земли, чем вертолеты с колесами.

Безбилетные пассажиры

Основная статья: Список рейсов безбилетных пассажиров с колесной ниши

Известно, что несанкционированные пассажиры проникли в более крупные самолеты, забравшись на стойку шасси и проехав в отсеке, предназначенном для колес. Эта практика таит в себе крайнюю опасность: сообщается о многочисленных смертельных случаях . Опасности включают нехватку кислорода на большой высоте, температуру значительно ниже нуля, травмы или смерть из-за втягивания шасси в замкнутое пространство и выпадения из отсека во время взлета или приземления.

Космический корабль

Ракеты-носители

Спуск Falcon 9 сразу после выдвижения посадочных опор, май 2017 г.

Стархоппер

Шасси традиционно не применяется на подавляющем большинстве ракет-носителей , которые взлетают вертикально и разрушаются при падении на землю. За некоторыми исключениями для суборбитальных аппаратов с вертикальной посадкой (например, Masten Xoie или Armadillo Aerospace компании корабля Lunar Lander Challenge ) или для космических самолетов , использующих подход вертикального взлета и горизонтальной посадки (VTHL) (например, орбитальный аппарат Space Shuttle или ВВС США X-37 ), шасси практически отсутствовало на орбитальных кораблях в первые десятилетия после появления технологий космических полетов , когда орбитальный космический транспорт был исключительной прерогативой национальных монопольных правительственных космических программ . Каждая система космических полетов до 2015 года полагалась на одноразовые ускорители для начала каждого подъема на орбитальную скорость .

Достижения 2010-х годов в области частного космического транспорта , где новая конкуренция правительственным космическим инициативам возникла , включали в себя разработку шасси для орбитальных ракет-носителей. SpaceX инициировала и профинансировала многомиллионную программу разработки многоразовых систем запуска Для достижения этой цели . В рамках этой программы SpaceX построила и восемь раз совершила полеты в 2012–2013 годах испытательный корабль первого поколения под названием Grasshopper с большим фиксированным шасси для проверки динамики корабля на малой высоте и управления при вертикальной посадке околоземного корабля. пустая орбита первой ступени. Тестовая машина второго поколения под названием F9R Dev1 была построена с выдвижным шасси. Прототип совершил четыре полета (все попытки приземления были успешными) в 2014 году для испытаний на малой высоте, а затем самоуничтожился по соображениям безопасности во время пятого испытательного полета из-за заблокированного порта датчика двигателя.

Версия испытательных аппаратов для орбитального полета — Falcon 9 и Falcon Heavy — включает в себя легкое развертываемое шасси для разгонной ступени: вложенный телескопический поршень на А-образной раме. Общий размах четырех из углеродного волокна /алюминия. выдвижных посадочных стоек составляет примерно 18 метров (60 футов) и весит менее 2100 кг (4600 фунтов); В системе развертывания используется гелий в качестве рабочего тела под высоким давлением . Первое испытание выдвижного шасси было успешно проведено в апреле 2014 года на самолете Falcon 9, возвращающемся с орбитального запуска , и стало первым успешным управляемым мягким приземлением в океане орбитального ускорителя с жидкостным ракетным двигателем. После одного успешного восстановления ракеты-носителя в 2015 году и нескольких в 2016 году восстановление ступеней ракеты-носителя SpaceX к 2017 году стало обычным делом . Посадочные опоры стали обычной рабочей частью орбитальных ракет-носителей.

Ожидается, что новейшая ракета-носитель, разрабатываемая в SpaceX, — Starship — будет иметь посадочные опоры на первой ступени под названием Super Heavy. как Falcon 9, но также имеет посадочные опоры на второй ступени многоразового использования, впервые для вторых ступеней ракеты-носителя. Первый прототип звездолета — Starhopper , построенный в начале 2019 года — имел три неподвижные посадочные стойки со сменными амортизаторами. Чтобы уменьшить массу летательного аппарата и снизить нагрузку на полезную нагрузку при многоразовой конструкции, долгосрочный план состоит в том, чтобы Super Heavy приземлялся непосредственно на стартовой площадке на специальном наземном оборудовании, являющемся частью стартовой установки. но ожидается, что первоначальные испытания большой ракеты-носителя пройдут с посадочными опорами.

Лендеры

Космические корабли, предназначенные для безопасной посадки на внеземные тела, такие как Луна или Марс, известны как спускаемые аппараты на ногах (например, лунный модуль Аполлона ) или посадочные модули (например, Mars Pathfinder ) в зависимости от их шасси. Посадочные модули капсул предназначены для приземления в любой ориентации, после чего они могут подпрыгивать и катиться, прежде чем остановиться, и в этот момент им необходимо придать правильную ориентацию для функционирования. Все транспортное средство покрыто разрушаемым материалом или подушками безопасности для защиты от ударов и может иметь открывающиеся лепестки для компенсации ударов.

Особенности посадки и передвижения по поверхности были совмещены в шасси Марсианской научной лаборатории .

Для посадки на тела с низкой гравитацией шасси может включать прижимные устройства, гарпунные якоря и винты подножек, все из которых были включены в конструкцию кометного спускаемого аппарата Philae для резервирования.

Однако в случае с «Филами» оба гарпуна и прижимное подруливающее устройство вышли из строя, в результате чего корабль подпрыгнул перед окончательной посадкой в ​​неоптимальной ориентации.

• 
  Лунный модуль Аполлона с опорами шасси
• 
  Посадочный модуль Mars Pathfinder во время наземных испытаний был заключен в группу подушек безопасности.
• 
  Посадочный модуль кометы Philae с якорными гарпунами (2) и винтами для подножек (3)
• 
  Марсианская научная лаборатория демонстрирует колеса марсохода, которые служили шасси при первом приземлении.
• 
  Mars Pathfinder показывает один из трех лепестков и спущенные подушки безопасности

См. также

• Dayton-Wright RB-1 Racer — ранний образец самолета с убирающимся шасси.
• Удлинитель шасси
• Шина Tundra — шина шасси низкого давления, позволяющая приземляться на неровные поверхности.
• Шасси реактивных лайнеров и других летательных аппаратов.
• Verville Racer Aircraft — ранний образец самолета с убирающимся шасси.

Внешние ссылки

• «Стандартное соглашение об наименовании конфигураций шасси самолетов» (PDF) . ФАУ. 6 октября 2005 г.
• Как поменять шасси Airbus A380 (YouTube). Авиакомпания Эмирейтс. 28 мая 2018 г. Архивировано из оригинала 8 ноября 2021 г. полная замена систем шасси.
• Шольц, Дитер. «Резюме: краткое описание конструкции самолета» (PDF) . Проектирование самолетов: Конспект лекций . Гамбург, Германия: Гамбургский открытый онлайн-университет (HOOU). стр. 19–20 . Проверено 2 ноября 2018 г.
• Аль-Хусайни, А.А. (2014–2015 гг.). «5: Проект компоновки ходовой части (шасси)» (PDF) . Проектирование самолетов . Технологический университет Ирака: механический факультет/авиационный отдел . Проверено 14 ноября 2018 г.
• «Авиационные системы: авиационные колеса» . АэроСавви . 8 октября 2019 г.