Шасси летательного аппарата

Шасси самолёта состоит из основных опор, передней или хвостовой опоры, вспомогательных опор и створок, закрывающих ниши убирания шасси. Основная и передняя (или хвостовая) опоры воспринимают статическую и динамическую нагрузки при перемещении, взлёте и посадке летательного аппарата. Вспомогательные опоры обеспечивают его устойчивость на земле. Основные элементы опоры:

• амортизатор;
• стойка шасси (основной силовой элемент) с системой жёстких подкосов, воспринимающих реакцию земли и крепящих опоры к крылу или фюзеляжу;
• складывающийся подкос, уменьшающийся по длине при убирании стойки шасси;
• механизмы (цилиндры) для убирания и выпуска стоек шасси;
• замки выпущенного и убранного положений опоры, обеспечивающие её фиксацию;
• тележка шасси с колёсами шасси;
• рулёжное устройство, предназначенное для поворота носовой опоры;
• тормозные устройства для уменьшения длины пробега.

На опорах шасси часто устанавливают демпферы (обычно гидравлические) для предотвращения шимми.

В зависимости от числа опор и расположения основных опор относительно центра масс самолёта различают трёхопорное, велосипедное и многоопорное шасси.

Трёхопорное шасси (рис. 3) включает две основные опоры и переднюю (носовую) или хвостовую опору. Трёхопорное шасси с носовой опорой может иметь вспомогательную хвостовую опору, находящуюся в убранном положении при взлёте, в полёте и при посадке и использующуюся для создания устойчивости незагруженного самолёта при стоянке и рулении.

Велосипедное шасси включает основные опоры (переднюю и заднюю), расположенные вдоль фюзеляжа, и две подкрыльные вспомогательные опоры.

Многоопорное шасси имеет более трёх опор.

Носовая опора трёхопорного шасси обычно воспринимает от 5 до 15 % взлётной массы. При велосипедной схеме на переднюю опору у лёгких самолётов приходится 15–20 % нагрузки, у средних и тяжёлых 35–45 %.

Классификация конструкций опор и стоек шасси может быть выполнена по следующим признакам:

• по характеру восприятия нагрузок – ферменная, балочная консольная, балочная подкосная, ферменно-балочная конструкции;
• по расположению амортизатора относительно стойки – телескопические стойки со встроенным амортизатором и жёсткие стойки с вынесенным амортизатором;
• по типу крепления колёс к стойкам – шасси с непосредственным креплением оси колеса к штоку амортизатора и с рычажной подвеской колёс (рис. 4 и 5).

Схемы крепления колёс шасси к стойкам подразделяются на вильчатые, полувильчатые, с консольной осью, со спаренными колёсами (рис. 6) и схемы тележечного типа (рис. 4, б).

Шасси может быть убирающимся и неубирающимся (у лёгких, спортивных, сельскохозяйственных самолётов). При креплении на крыле опоры убирают в крыло, гондолы двигателей, обтекатели, фюзеляж. Опоры с креплением на фюзеляже убирают в фюзеляж. Перемещение опор при убирании может происходить вперёд, назад или вбок.

Конструкция шасси развивалась с ростом взлётной массы и размеров самолёта. Изменялись схемы, увеличивалось число опор и число колёс на каждой из них, появлялись и усложнялись рычажные и тележечные крепления колёс, возрастало давление в пневматиках. До 1940-х гг. применялось шасси с хвостовой опорой. В период Второй мировой войны и в послевоенные годы получило широкое распространение трёхопорное шасси с носовой опорой, которое было известно и ранее (например, «Святогор» В. А. Слесарева, 1916). Велосипедная схема получила распространение в 1940–1950-х гг. на некоторых скоростных военных самолётах, например Як-25, Як-36 (рис. 7), М-4, Ил-54 (СССР), Боинг B-47 и B-52 (США).

В 1960–1970-е гг. пассажирские и транспортные самолёты стали оборудовать многоопорными и многоколёсными шасси, например самолёт Ан-225 (рис. 8).

Шасси вертолёта выполняет те же функции, что и шасси самолёта. Схемы и конструкции опор, амортизаторов и узлов шасси в основном аналогичны самолётным. Однако существует и некоторое отличие. Для предохранения хвостовой балки и рулевого винта от повреждений при посадке на вертолётах устанавливается хвостовая опора (рис. 9).

В конструкции амортизаторов основных опор предусматриваются устройства, устраняющие явление «земного резонанса». На лёгких вертолётах, которые совершают взлёты и посадки только «по вертолётному» (т. е. без разбега), могут устанавливаться полозковые шасси (рис. 10), как с амортизаторами, так и без них. При отсутствии амортизаторов кинетическая энергия во время посадки поглощается благодаря упругим деформациям элементов шасси. С учётом того что вертолёты эксплуатируются на неподготовленных посадочных площадках с низкой прочностью грунта, шасси должно обеспечивать низкое давление на грунт. Для посадки на воду на вертолётах устанавливаются так называемые баллонеты, (рис. 11), которые надуваются бортовыми эжекторными устройствами.