Далин В.Н. Конструкция вертолетов (553618), страница 42
Текст из файла (страница 42)
На тяжелых вертолотах, рассчитанных на небольшую перегрузку при посадке (порядка 2), можно допустить поглощение пневматиками до половины пормированной работы. Направление хода оси колеса определяется кинематикой обх<атия опоры шасси (рис. 6.8.1). 275 Ркол соз)3 Рис. 6.8.Д Схемы передачи усилия огп оси колеса Р „„ на шток амортизатора Р„,„: а — телескопическая (балочная) стойка; Р „„Р „— сила реакции на оси колеса и вдоль штока амортизагпора соответственно; 6 — угол вьшоса оси, колеса; б — рьтажная стойка; а, в — вынос оси амортизатора и оси колеса относительно шарнира рычага Соотношение между усилием Ра„„па оси колеса и усилиом Р„„вдоль амортизатора определяется козффициоптом передачи (передаточным числом по силам) кьз Для телескопических стоек (рис.
6.8.(, а) ~„= соз )з, где угол между осью стойки и нормалью к земле при стоянке вгрто- Ь лета. Для рычажной стойки ~,= — (рис. 6.8.1, 6). Лыортизаторы следует располагать так, чтобы угол )з при всех нормально возможных направлениях удара (посадка на три точки, на главные колеса и т.д.) был как можно меньше (для балочных стоек до 25, для рычшкных (3= 30 — 40 ). В процессе обжатия рычажной стойки передаточное отношение не должно увеличиваться болев чем па 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 етого стояночная усадка амортизаторов 276 главных пот шасси должна быть как можно больше (до 2/3 расчетпого хода). Работа гистерезиса за прямой и обратвый ходы должна составлять около 80% поглощенной амортиаатором энергии.
Трение пвсвматика о землю, инерционные силы раскрутки колеса при шюадко с пробегом, упругие деформации стойки под нагрузкой вызывазот появление ва колесе зпакоперемепиой горизонтальной силы. Ири расчете амортиаации обычно рассматривают ли|пь вертикальный удар вертолета о асилю без учета горизонтальных сил; массу подввзкизлх частей амортиаационпой стоики пе учитывают. Имея кривую обжатия пневматика и суммируя перемещение осв колеса, козино получить общузо диаграмму обягатия пневматика и амортизатора. Зависимость изменения усилий, действующих ка амортизатор в процесса его обжатия Р=~(8 ~, называется диаграммой работы амортизатора !рис.
6.8.2). Эта зависимость строится па прямом ходу при обжатии амортизатора приложепкыми к нему внешними силамв, и ка обратном — при расжатии амортизатора за счет энергии сжатого в пем гааа. Рам гтзс. 6.8.2, Диаграмма риботы зсидеостиого амортизатора шасси: ОАБВà — работа при ооматии амортизатора! ОАЕВà — возвраи!епиая амортизатором работа; АБВЕА — петля гистерезиса !!ри обжатии амортизатора звергия внешних сил расходуется иа сжатие газа Р „, ка проталкивание ягидкости Р „, через пеболь- шие отверстия в плунжере или зазоры между иглой и плунжером, на преодоление сил трения Р„в уплотнителях и буксах и сил инерции подвижных частей амортизатора (рис. 6.8.3).
Если пренебречь силами инерции подвижных частей, усилие Р„„, сжимающее амортизатор, определяется уравнением Рви= Рг+ Рм+ Рт, Рассмотрим изменение каждого слагаемого уравнения в процессе сжатия амортизатора. Сила сжатия газа. Изменение силы сжатия газа Р „(рис. 6.8.3, а) при обжатии амортизатора происходит по политропическому закону: (~ о) Рг РОРн~т ~ И Здесь р Π— начальное зарядное давление газа в воздушной камере амортизатора; Р, — площадь поршня штока; Ро, У вЂ” начальный и текущий объемы газовой камеры; й= т,1 — т,2 — показатель политропы.
В) г) Рис. б.д.д. Усилия, действующие на амортизатор нри обзсатии штоки. а — сила сжатия газа Р„; б — давление в жидкостной камере Р в — сила трения Р; г — формирование диаграммы работы жидкостно-газового амортизатора 278 Чтобы избежать при динамическом обжатии чрезмерно больших усилий Р „и давлений в камере, относительное обжатие — не должно превышать 5. У Сила, проталкивающая жидкость.
Величина Р„, (рис. 6.8.3, б) определяется гидравлическим сопротивлением при перетекании жидкости через жиклеры поршня: р'2 жт ют ж 3 232 ен где 7 — плотность жидкости; Ри„— скоРость пеРемещениЯ штока амортизатора; Л,„„— эффективная площадь поршня штока; коэффициеззт истечения, зависящий от формы отверстий и вязкости жидкости (обычно д= 0„65 — 0,75); Яж — площадь жиклеров.
Для обеспечения плавности нарастания силы гидравлического сопротивления по мере обжатия амортизатора площадь отверстий (жиклсров) для протока жидкости делазот переменной. Конструктивно зто достигается фрезеровкой канавок переменного сечения на внутренней поверхности штока или па наружной поверхности плунжера, или применением специальной профилировапной иглы. По статистике при передаточных числах г,= 1 для проходных отверстий с постоянным сечением, а такяге для средней величины площади проходных отверстий с перемонным сечением Я„,= (0,01 — 0,02)Лв„, а при ~,> 1 — Я„,= 0,01Ле„. На обратном ходу площадь проходных отверстий (в обратном клапане) обычно составляет 30 — 5096 площади отверстий на прямом ходе.
Сила трения в уплотнениях и буксах. Сила трения Р, (рис. 6.3.3, е) зависит от конструкции уплотнения и от давления газа в амортизаторе. Обычно Р,= (0,01 — 0,02)Р„. Сила трения в буксах амортизатора Р„= у.(Л, Л2), где ~ — коэффициент трения; Л Г и Л2 — реакции опор штока на буксах амортизатора. Для консольно-телескопических амортизаторов сила трения зависит от коэффициента трения, расстояния между буксами и от угла, который образуется между действующей на амортизатор си- 279 лой и его осью.
Предельно допустимой силой трения, действующей на амортизатор, ачитается сила, составляющая не болеа (0,18 — 0,2)Рт от осевого усилия, создаваомого газом амортизатора. Диаграмма работы амортизатора при обжатии строится суммированием усилий Р„, Рж и Р, для текущих значений обжатия 8„. Начальная ордината диаграммы работы Рьа = раР+ Р,.
Вся воспринимаемая амортизатором работа при обжатии (рвс. 6.8.3, г) равна сумме работ: Аам Аг+ 4тр+ Аж' Диаграмма усилий амортизатора на обратном ходу строится по уравнапию где Є— стояночное усилие, приходящееся на амортизатор. (Если оно равно нулю, амортизатор разжимается полностью, т.к. силы газа преодолевагот только силы сопротивления жидкости и трения.) Параметры амортизатора (рис. 6.8А) необходимо выбирать так, чтобы при его динамическом обжатии на полный ход ба,„получить заданную диаграмму работы и обеопечить необходимую прочность при действии нагрузок па стойку шасси. Максимальный ход абхсатия амортизатора определяется по формуле 8 лм,плах „, л г( сРсти гда А „„— работа амортизатора; т( — козффициепт полноты диаграммы амортизатора (у современных амортизаторов обычно 0,6 — 0,75); ~с — передаточное число от колеса к амортизатору; и' — зксплуатациопная парегрузка (и ' = 2 — 2,5); Р „— стояночная нагрузка на стойку шасси.
Увеличение хода амортизатора приводит к спижепило нагрузок, действующих на шасси и планер. Таким образом, целесообразно увеличивать ход штока амортизатора в шасси консольного типа Ь,„или ход колеса ба лпасси рычажного типа. Однако компоновочные, габаритные и другие соображения накладывают определанные ограничения. 280 На практике перемещение оси главных и передних колес в вертикальной плоскости з 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 етом ход штока амортизатора зависит от передаточного отношения 1ю 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 па основании их расчета па прочность, добиваясь получения наибольших значений диаметров, величина которых ограничивается лишь условиями местной потери устойчивости. В этом случае толщины стенок сечений штока и цилиндра будут минимальпыми и, соответственно, их масса — наименьшей, Внешний диаметр штока выбирается по минимуму усилий трения в нижней буксе амортизатора. Рабочая площадь поршня штока амортизатора определяется в зависимости от зарядного начального давления рс, которое устапавливаотся по средним статистическим данным.
Для шасси желательно иметь как можно меньшими усилия предварительный затяжки р о. При большой тяге Е!В усилил Р па шасси уменьшаются, при Рп,ч> Р амортизаторы пе работают, и может развиться «земной» резонанс с неработающими амортизаторами па упругих пневматиках, практически лишенных демпфирования. Для вертолетных шасси надо так выбирать характеристики, чтобы усилие предварительной затяжки составляло по более 10% от стояночной нагрузки на амортизатор. Рабочая площадь поршня Р пач пап о Расстояние между буксами амортизатора: — Ьля вильчатой стойки 2а18 Р1гз Ь— 02- 1пбр, 282 где а — Расстояние от оси колеса до нижней буксы (а= ба„„„„+ к таз); р з — коэффициент трения букс ((аз= 0,15 — трение бронзы о сталь при малой смазке);  — угол между осью стойки и нормалью к земле при стоянке вертолета; для стойки с вынвсе!и!ым назад колесом относительно штока амортизаторе, на величину с 2(отар- с)да 6= 0,2 — (а ~) Нз Ширина букс 6 в определяется по допустимому для них удельному давлению, Для обеспечения задаваемого ресурса а,ж принимается не более 15 — 20 МПа.
По статистике из = 0,5Л„„„. Коночное давление газа в амортизаторе Р, зпт,к пит Р и1 Для амортизатора передней стойки шасси телескопического тица р и < 10 МПа, а для рычажного типа р к < 40 МПа. Начальный объем газа в амортизаторе Р тпт ам,маа О Рп 1 —— и Высота воздушной камеры ~ О Г а !пт Уровепь жидкости, который отмеряется от конца верхней буком в необнтатом положении, Л2 п!т и! Л 2 аи.!пах' пар Л = 0,85Л вЂ” внешний диаметр штока амортизатора.
и!т ' пар Высота уровня масла над поршнем в пеобжатом положении амортизатора определяется из условия, что в начале и в конце уровень масла выше внешней поверхности поршня. 283 Длина узлов крепления цилиндра амортизатора и штока иерх.узл лижи.узл пор ' Длина стойки шасси с необжатым амортизатором 1 вт 1злт + Ь ж + Ь э + Ь уэл где 1„„— длина штока от оси колоса до внешней поверхности поршня, Здесь 13„— диаметр колеса; Ь, — зазор между колесом и вилкой стоики (Ь э = 20 — 30 мм для легких вертолетов; Ь, = 30 — 40 мм— для тяжелых аертолетов); Ь „— высота вилки; Ь лп, Ь вз — высота яяжпей и верхней буксы; 6 — расстояние меязду буксами; Ь за, Ь, — высота жидкости над клапаном обратного торможения и воздупзпоя камеры в необжатом положении амортизатора; Ь уэл высота узла крепления стойки к каркасу вертолета. На основании полученных значений конструктивных параметроз амортизатора первого приближения уточняют расчет, рассматривая ряд случаев посадки, 6.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
