轻松承受几百吨重量，什么结构和材料让起落架能够如此“刚”
文章来源：贤集网 更新时间：2023-08-14 16:04:51
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飞机主起落架作为飞机的关键组成部分，在现代航空工程中扮演着不可或缺的角色。它不仅仅是飞机地面运行的支撑装置，更是保障飞机起降过程中安全可靠的重要设备。 一架飞机的重量轻则一百吨，重则二三百吨，然而我们看到飞机滑行的时候仅仅靠几个细细的起落架支撑的飞机。作为飞机起飞和降落关键时段的关键部件，飞机起落架是起飞和降落时受力的关键部件，起落架一旦有闪失，可能整个机身都会毁灭，可以说飞机起落架就是乘客生命的支点。那么看起来弱不禁风的几个起落架是如何支撑起上百吨飞机的呢？ 今天我将带大家了解飞机起落架是如何承受几百吨重机身的。 飞机起落架用的是什么材料 想要承受上百吨的重量，起落架的材料必然需要有超高的强度，普通的钢材则难以胜任。目前全球使用比较广泛的是低合金超高强度钢，这其中有美国的300M、俄罗斯的30xrCH2A、法国的35NCDI6等，我国从2009年开始对300M超高强度钢进行了研制攻关，前后经过几十次工业化生产试制，2016年成功通过了供应商认证，正式供货用于C919起落架的制造。这些超高强度钢的抗拉强度普遍在1800Mpa以上，是常用45号钢抗拉强度的3倍。比如300M的抗拉强度为1960到2100Mpa,35NCDl6抗拉强度超过1850Mpa，30xrCH2A抗拉强度为1800-2000Mpa。目前300M是当今性能最好、应用最广泛的起落架用钢。 采用轻质材料制造主起落架可以有效减轻飞机的重量，使飞机更具有经济性和环保性。 碳纤维复合材料是一种轻质高强度材料，其密度相对较低，而强度却很高，因此被广泛应用于飞机主起落架的制造中。 钛合金也是一种优质的轻质材料，其密度仅为钢的一半，但却具备出色的强度和耐腐蚀性能，是主起落架材料的理想选择。 飞机主起落架在飞行过程中常常暴露在恶劣的外部环境中，如高湿度、大气盐雾等，其耐腐蚀性能也是至关重要的考虑因素。 高强度合金钢、碳纤维复合材料和钛合金都具备较好的耐腐蚀性，可以在一定程度上减少腐蚀和损伤，延长起落架的使用寿命，降低维护成本。 飞机主起落架的材质材料选择是一项复杂而关键的任务。高强度、轻量化和耐腐蚀性是主起落架材料的主要特点，它们共同确保了飞机在地面行驶和起降过程中的安全性和可靠性。 随着航空科技的不断进步，新的材料可能会被开发出来，为飞机主起落架的设计带来更多可能性和发展空间。 无论是传统的高强度合金钢还是先进的碳纤维复合材料和钛合金，这些材料的不断创新和优化将为航空工程带来更加灿烂的未来。 巧妙地起落架结构 飞机起落架系统是飞机的重要组成部分，它直接关系到飞机的起降和地面操作。随着航空技术的不断发展，飞机起落架系统也在不断创新和优化。 主起落架是飞机上的主要支撑结构，支持飞机的重量。主起落架通常安装在飞机的机身下部，分为前主起落架和后主起落架。主起落架通常具有多个轮子，以分散飞机的重量。 前轮通常位于飞机的前部，用于在地面操作时转向和导航。前轮的转向能力可以帮助飞机在地面上转弯和调整方向。 缓冲装置是起落架系统的重要部分，用于吸收起降过程中的冲击和振动。它可以减轻起落冲击对飞机结构的影响，保护飞机和乘客的安全。 根据不同的飞机类型和用途，起落架系统可以分为多种类型，如固定起落架、收放式起落架、液压伸缩起落架等。每种类型都有其特点和适用场景。 飞机起落架系统在飞行过程中起着关键的作用。在起飞前，飞机起落架处于放下状态。当飞机加速到一定速度时，起落架系统会自动收起，以减小飞行阻力，提高飞机的爬升性能。 在飞行中，起落架系统保持收起状态，以确保飞机在空中飞行时具有最小的阻力。这有助于提高飞机的巡航速度和燃油效率。 在降落前，飞机起落架系统会被展开，以为飞机提供支撑。飞机降落时，起落架系统会吸收降落冲击，减轻对飞机结构和乘客的影响。 在地面操作中，飞机起落架系统的前轮可以转向，帮助飞机在地面上进行导航和停车。当飞机停稳后，起落架系统展开以支撑飞机的重量。 起落架的作用如此重要，其价格当然也不菲，一套空客A340的飞机起落架价格高达5000万元，还不包括轮胎和刹车。当然这其中也包含着众多工程师的努力和知识积累。 起落架的特点 高强度是飞机主起落架的显著特点之一，由于飞机在起降过程中承受巨大的重量和冲击力，主起落架必须具备足够的强度来支撑飞机并保证其在地面平稳行驶。 高强度材料如高强度合金钢、碳纤维复合材料和钛合金等被广泛应用于主起落架的制造，使其能够在恶劣条件下长时间工作而不失效。 轻量化是现代飞机设计的重要趋势，也是飞机主起落架的特点之一。采用轻质材料可以有效降低整个飞机的重量，从而减少燃油消耗和环境影响，并提高飞机的运载能力和航程。 轻量化主起落架不仅减轻了飞机结构的负担，还有助于提高飞行性能和降低运营成本。 耐腐蚀性也是飞机主起落架的一个显著特点。由于飞机在航行中经常面临恶劣的气候条件，如高湿度、风雨等，主起落架的材料必须具备优异的耐腐蚀性。选择耐腐蚀材料和合理的防护措施可以延长主起落架的使用寿命，并减少维护保养的频率和成本。 它必须能够在复杂多变的环境中稳定运行，同时在紧急情况下能够快速而安全地收放。可靠的起落架设计和优质的材料保证了飞机在各种操作情况下都能保持稳定和安全。 这些特点保证了飞机在地面行驶和起降过程中的高性能和安全性能，也是现代飞机设计中不可或缺的重要因素。随着材料科学和飞机技术的不断进步，飞机主起落架的特点将进一步完善和提升，为未来航空事业的发展做出更大的贡献。 我国技术人员为起落架贴上“钻石级”防护 这是一项创新技术，已在各机型关键零件上推广应用并实现了绿色制造，更重要的是，该技术的出现，让战机起降更安全 说起这次技术创新，多亏这位“媒人”——田智，他是航空工业成飞系统件/附件装配与试验主任工艺师，带领青年扎根科研，他说：“历时6年，初心不改，就是要保证飞机起落架密封部件的功能能够稳定发挥。” 这项创新技术，曾在航空工业青年创新创效大赛总决赛上，荣获了航空工业金奖。 飞机起落架，是飞机起飞和着陆时的关键部件，其零件——运动密封件，在采用传统电镀铬工艺时偶尔会出现渗油及窜气现象，可能影响飞机起降的安全性及可靠性。 面对各项技术封锁，成飞创新团队逢山开路、遇水搭桥，发现DLC涂层技术，对提升飞行器性能具有举足轻重的作用。 “再长的路，一步步也能走完。”田智说。从明确采用DLC涂层方案替代传统电镀铬，到现有军机起落架的装机验证，成飞团队不断改进创新，在2020 年成功制备出自主的DLC涂层。 DLC涂层本身含有钻石成分，拥有“钻石级”强大的性能，同时又有石墨结构，提供自润滑性能。团队通过不断地研究及实验，使涂层具有超高的硬度，达到常规电镀技术硬度的5倍。同时利用其自润滑特性对运动部件提供超长时间耐磨防护，实现“钻石级防护”。 为提升涂层膜基结合力，团队进而研究引入光整加工工艺，低成本实现零件基体的表面粗糙度大幅提升，最终形成了光整加工和DLC涂层组合技术方案。 DLC涂层技术的应用，能使起落架密封零件疲劳强度提升167%、钛合金微动寿命提升400%、表面防护工艺工序减少了76%。同时，该技术能够替代电镀铬、电镀镉等高毒高污染工艺，实现绿色制造。 目前，DLC技术已在各机型32项关键零件上实现推广应用，未来将可推广到更多机型。 原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_531115.html 来源：贤集网 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。 |
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