амортизация шасси

Рис. 1. Схема однокамерного амортизатора.

амортиза́ция шасси́ (от франц. amortir — ослаблять; смягчать) — система, обеспечивающая поглощение энергии, снижение нагрузок, передаваемых от опоры шасси на конструкцию летательного аппарата при посадочном ударе и движении по неровностям аэродрома. А. ш. обеспечивается последовательно соединёнными опорным элементом, соприкасающимся с поверхностью взлетно-посадочной полосы, и амортизатором — основным элементом, поглощающим и рассеивающим энергию посадочного удара летательного аппарата. Его встраивают в стойку шасси (при блочной схеме тележки шасси) или выносят из неё (при рычажной схеме), Наибольшее распространение получили масляно-пневматические амортизаторы с гидравлическим торможением прямого и обратного хода поршня. Такой амортизатор представляет собой герметичный цилиндр, в котором перемещается шток. Рабочий объём амортизатора заполнен строго дозированным количеством гидросмеси и технически чистого азота, находящихся под давлением. Азот применяют для устранения возможности самовоспламенения и, следовательно, взрыва жидкости при работе амортизатора.

Различают однокамерные и двухкамерные амортизаторы.

Простейший однокамерный амортизатор разделён на две полости (рис. 1): верхнюю, включающую объём над диффузором и пространство между стенками трубы диффузора и цилиндра, и нижнюю, включающую объём камеры штока и пространство между стенками штока и цилиндра. Нижняя полость заполнена жидкостью, верхняя — азотом и частично жидкостью. Для правильной работы диффузор должен быть постоянно покрыт жидкостью. При сжатии амортизатора (прямой ход) жидкость из нижней полости проталкивается в верхнюю, сжимая при этом находящийся в ней азот. Энергия удара аккумулируется в сжатом азоте и частично идёт на нагревание жидкости при её перетекании. Когда сжатие прекращается, азот, возвращая аккумулированную в нём энергию, выдвигает шток (обратный ход) и вытесняет жидкость из верхней полости в нижнюю. Амортизирующее действие обратного хода достигается тем, что подвижное кольцо-клапан давлением жидкости снизу плотно прижимается к торцовой поверхности буксы, закрывая в ней все отверстия, и жидкость может проталкиваться только через отверстия малого диаметра в кольце-клапане.

В двухкамерных амортизаторах азотная камера разделена на две части плавающим поршнем. Одна камера заряжена азотом под небольшим давлением и работает на начальном этапе прямого хода. При этом обеспечиваются наименьшие перегрузки и мягкая посадка, что облегчает раскручивание колёс. Вторая камера заряжена азотом под значительно большим давлением. При обжатии амортизатора давление в первой камере становится равным давлению во второй камере, после чего начинает перемешаться плавающий поршень. Совместная работа камер, суммарный объём которых больше, чем у однокамерного амортизатора, способствует лучшей А. ш. и снижению нагрузок на элементы летательного аппарата, к которым крепится шасси.

Характеристики А. ш. должны быть стабильными а течение всего срока службы летательного аппарата и не должны зависеть от условий эксплуатации. Нестабильность характеристик при использовании масляно-пневматического амортизатора возникает при повторных обжатиях опоры в результате образования в камерах смеси из пузырьков нерастворённого газа и масла. Стабильность характеристик обеспечивают амортизаторы с раздельными газовой и масляной камерами. Температуру масла и газа в амортизаторе, влияющую на его упругие характеристики, определяют условия эксплуатации, при которых происходит посадочный удар и движение летательного аппарата по взлетно-посадочной полосе (под упругой характеристикой амортизатора понимают зависимость усилия от перемещения поршня при статичном, медленном обжатии амортизатора). Основные параметры А. ш. — максимальная нагрузка, приходящаяся на опору, предельное обжатие опоры (максимальное перемещение опоры). Зависимость обжатия опоры по вертикали от вертикальной нагрузки при статичном обжатии называется упругой характеристикой опоры. Для получения минимальных нагрузок на опору её упругая характеристика должна быть такой, чтобы обжатие опоры под действием стояночной нагрузки (при посадочной и взлётной массах летательного аппарата) составляло 0,4—0,6 от предельного обжатия опоры. Амортизационные свойства опоры характеризуются поглощением нормированной работы , перегрузкой и коэффициентом торможения обратного хода η_t = t/t₁, где m — масса летательного аппарата, редуцированная к линии равнодействующей удара; V_y — вертикальная составляющая скорости центра масс летательного аппарата в момент касания опорным элементом взлетно-посадочной полосы;  — максимальная нагрузка, действующая на опору; P_ст — расчётная стояночная нагрузка, приходящаяся на опору; t — время разжатия поршня амортизатора; t₁ — время между максимальным обжатием поршня при первом ударе и началом обжатия поршня при втором ударе.

Характеристики А. ш. для случая поглощения опорой летательного аппарата энергии посадочного удара проверяются в ходе копровых испытаний, а для случая движения летательного аппарата по неровностям взлетно-посадочной полосы — расчётом. Оценка характеристик амортизации при копровых испытаниях производится по диаграмме работы (рис. 2), которая строится в координатах P_y — Z (нагрузка на опорный элемент — обжатие опоры). По диаграмме определяют перегрузку n, максимальное обжатие опоры Z^max, работу А, поглощаемую опорой, и коэффициент полноты диаграммы П. На диаграмме работе А соответствует площадь, ограниченная кривой 0bde0, умноженная на произведение масштабов по осям Р_y и Z. Коэффициент полноты определяется по формуле: П = А/А₂, где А — работа, поглощаемая опорой, А₂ — работа, которую теоретически могла поглотить опора при полученных значениях P^max и Z^max (на рис. эта площадь ограничена кривой 0cde0). Оценка характеристик А. ш. в процессе движения летательного аппарата по взлетно-посадочной полосе производится по амплитудно-частотной характеристике (рис. 3), которая представляет собой зависимость перегрузки n от частоты возбуждения γ.

В. М. Дмитриев. В. М. Шейнин.

Рис. 2. Диаграмма работы амортизатора для случая поглощения опорой ЛА энергии посадочного удара.

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики ЛА при переезде одиночной и циклических неровностей.