Основными элементами жидкостно-газового амортизатора являются цилиндр 1, поступательно перемещающийся в нем шток 2, плунжер 3, профилированная игла 4, клапан торможения 6, пакет уплотнений 7, обеспечивающий герметизацию внутреннего объема амортизатора. Шток опирается на цилиндр бронзовыми буксами. Верхняя букса 5 связана со штоком и перемещается вместе с ним, а нижняя закреплена неподвижно в нижней части цилиндра. Амортизатор через специальные клапаны заливается до определенного уровня жидкостью и заряжается сжатым азотом до начального давления ро.
При действии сжимающих нагрузок шток входит в цилиндр, объем газовой камеры уменьшается, а давление в ней и нагрузка на штоке возрастают. Жидкость из нижней полости штока перетекает в верхнюю полость цилиндра через кольцевую щель между иглой и плунжером, испытывая при этом большое сопротивление. Далее жидкость через отверстия в буксе 5 проходит в кольцевую полость между штоком и цилиндром. Кольцевой клапан 6 при этом опускается вниз и открывает свободный проход для жидкости. Приложенная к штоку сила Р на прямом ходе затрачивается на сжатие газа Рг, преодоление сил сопротивления перетеканию жидкости Рж, сил трения в буксах и уплотнениях Рт и сил инерции Рин движущихся со штоком элементов.
Рп.х. = Рг + Рж + Рт + Рин.
Работа сил инерции невелика и ими можно пренебречь.
На рисунке показан характер изменения перечисленных сил в зависимости от перемещения штока d при обжатии амортизатора.
Давление газа и сила Рг определяются политропой с показателем к = 1,1 — 1, 2. Рго — сила, создаваемая давлением начальной зарядки амортизатора. Сила сопротивления перетеканию жидкости прямо пропорциональна квадрату отношения скорости штока к площади проходных отверстий для жидкости.
Заштрихованные на этом рисунке площади показывают величины энергии, поглощенной каждой из перечисленных сил.
Полная работа, поглощенная амортизатором, равна сумме А = Аг + Аж + Ат.
Ее можно выразить через максимальные усилие Рmax и перемещение штока d max
Работа сил трения и жидкости превращается в теплоту и рассеивается, а работа, затраченная на сжатие газа, аккумулируется и возвращается самолету на обратном ходе. При обратном ходе штока, который происходит с меньшей скоростью, жидкость перетекает в обратном направлении. Кольцевой клапан поднимается жидкостью вверх и резко уменьшает площадь проходных отверстий в буксе 5 , что обеспечивает рассеивание энергии на обратном ходе. Изменение усилия Рг на обратном ходе происходит по той же самой политропе, что и на прямом ходе. Силы трения и сопротивления жидкости вычитаются из усилий, создаваемых газом Р = Рг — Рж — Рт.
Работа сил трения и сопротивления жидкости и на обратном ходе переходит в тепловую и рассеивается.
На диаграмме работы амортизатора площадь между кривыми прямого и обратного хода показывает полную рассеянную амортизатором работу D А = А1 — А2 (петля гистерезиса). У современных амортизаторов полная рассеянная работа составляет 50 — 60 % от поглощенной на прямом ходе энергии А1.
Полная поглащенная энергия удара при посадке Адеф при опускании центра масс самолета на величину Н э за счет деформаций амортизатора, пневматиков колес и конструкции определит максимальную нагрузку на колеса S Ркэ.
При грубой посадке с повышенными вертикальными скоростями сопротивление жидкости резко возрастает, что приводит к увеличению расчетных нагрузок на амортизаторе — появлению пиковых перегрузок (f). Для устранения этого недостатка были разработаны двухкамерные жидкостно-газовые амортизаторы.
Видео:Энергетический метод определения минимально допустимой величины обжатия основных стоек шасси ЛССкачать
Амортизарторы шасси вертолета
Сила удара о землю воспринимается пневматиком, количественно преобразуется и передается через амортизатор на конструкцию вертолета, где и уравновешивается силами веса и инерции.
Работа А , приходящаяся на амортизатор, определяется приблизительно разностью нормированной работы и работы, поглощаемой пневматиками при заданной перегрузке:
Доля энергии удара, поглощаемой пневматиками, не должна превышать 25—40% кинетической энергии вертолета при посадке. На тяжелых вертолетах, рассчитанных на небольшую перегрузку при посадке (порядка 2), можно допустить поглощение пневматиками до половины нормированной работы.
Направление хода оси колеса определяется кинематикой обжатия опоры шасси.
Амортизаторы следует располагать так, чтобы угол (3 при всех нормально возможных направлениях удара (посадка иа три точки, на главные колеса и т.д.) был как можно меньше (для балочных стоек до 25°, для рычажных (3 = 30—40°).
В процессе обжатия рычажной стойки передаточное отношение не должно увеличиваться более чем на 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 этого стояночная усадка амортизаторов главных йог шасси должна быть как можно больше (до 2/3 расчетного хода). Работа гистерезиса за прямой и обратный ходы должна составлять около 80% поглощенной амортизатором энергии.
Трение пневматика о землю, инерционные силы раскрутки колеса при посадке с пробегом, упругие деформации стойки под нагрузкой вызывают появление на колесе знакопеременной горизонтальной силы. При расчете амортизации обычно рассматривают лишь вертикальный удар вертолета о землю без учета горизонтальных сил; массу подвижных частей амортизационной стойки не учитывают.
Читайте также: Замена амортизаторов стиральной машины индезит wisl 102
Имея кривую обжатия пневматика и суммируя перемещение оси колеса, можно получить общую диаграмму обжатия пневматика и амортизатора.
На практике перемещение оси главных и передних колес в вертикальной плоскости в 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 этом ход штока амортизатора зависит от передаточного отношения t . 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 на основании их расчета на прочность, добиваясь получения наибольших значений диаметров, величина которых ограничивается лишь условиями местной потери устойчивости. В этом случае толщины стенок сечений штока и цилиндра будут минимальными и, соответственно, их масса — наименьшей. Внешний диаметр штока выбирается по минимуму усилий трения в нижней буксе амортизатора.
Видео:Как работают амортизаторыСкачать
КОРРЕКТИРОВКА ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ШАССИ
Запас устойчивости винта на упругом основании может быть получен увеличением демпфирования колебаний лопасти или фюзеляжа, т.е. повышением демпфирующей способности шасси. Однако такие возможности практически ограничены. Демпферы лопасти и шасси выполняют ряд других функций, не связанных с «земным» резонансом. Демпфер лопасти работает при поступательном полете вертолета и нагружает комлевую часть лопасти переменным изгибающим моментом в зависимости от степени его демпфирования. Прочность комлевой части лопасти и втулки и их масса определяются именно наличием демпфера.
Для вертолетов обычной одновинтовой схемы колею шасси следует выбирать так, чтобы частота собственных поперечных колебаний вертолета на пробеге с неработающими стойками (работают лишь пневматики) была приблизительно на 20% выше рабочих оборотов винта:
Колеса с пневматикам высокого давления мало обжимаются (имеют большую жесткость), и поэтому их целесообразно применять на палубных вертолетах.
Если размеры отверстий, через которые протекает гидросмесь при работе амортизатора, выбирают из условия отсутствия «земного» резонанса, как правило, работа амортизатора при посадке бывает неудовлетворительной (возникают чрезмерные усилия при ударе о землю). При выборе их из условия посадки получим слишком: малое демпфирование при поперечных колебаниях вертолета, совершенно недостаточное для устранения «земного» резонанса (демпфирование в пневматиках практически отсутствует).
Жесткостные характеристики амортизаторов определяются начальным давлением р0 и объемом Fq воздушных камер. Демпфирующие характеристики определяются выбранным законом изменения сечений в амортизаторах, проходимых жидкостью.
При конструировании амортизационных стоек главных опор шасси (а при четырех опорах — и передних стоек) особое внимание уделяется вопросу существенного увеличения демпфирования, создаваемого амортизационными стойками при возникновении на вертолете колебаний типа «земной» резонанс. Для этой цели применяются амортизационные стойки с большим ходом штока и максимальным снижением усилий, обеспечивающие включение амортизатора в работу и появление демпфирования практически в момент касания колесами земли. Увеличению демпфирования способствует также снижение сухого трения в амортизационных стойках благодаря применению букс вместо бронзовых.
Для амортизации шасси корабельного вертолета начальное усилие (предварительная затяжка) р 0 в 5—6 раз меньше, чем у амортизаторов шасси сухопутного вертолета.
Эффективным средством включения амортизатора в работу является введение резинофторопластовых уплотнительных манжет с пониженным трением, уменьшение диаметра штока амортизатора, применение в кинематических узлах звеньев шасси подшипников вместо бронзовых вкладышей.
Отстройка от автоколебаний «шимми»
В результате взаимодействия инерционных и упругих сил на передней стойке шасси могут возникнуть поперечные автоколебания.
Отстройка от автоколебаний типа «шимми» за счет соответствующего выноса приведет к существенному увеличению массы и габаритов передней стойки шасси. Поэтому такая задача решается комплексно. Вертолет маневрирует на аэродроме за счет самоориентирования колеса передней стойки. На шасси балочной схемы это требование осуществляется выносом колеса назад на величину I. На рычажной стойке величина I выбирается по конструктивно- кинематическим соображениям. С целью демпфирования колебаний
относительно оси передней амортстойки на ось колеса устанавливаются параллельно два пневматика арочного типа. Если эти мероприятия не приводят к устранению автоколебаний, то на переднюю стойку устанавливается демпфер «шимми».
Видео:Работа амортизатора стойки шасси из газлифта 50NСкачать
Диаграмма обжатия амортизатора шасси
1.4.2.1. Жидкостно-газовый амортизатор
Основными элементами жидкостно-газового амортизатора являются цилиндр 1, поступательно перемещающийся в нем шток 2, плунжер 3, профилированная игла 4, клапан торможения 6, пакет уплотнений 7, обеспечивающий герметизацию внутреннего объема амортизатора. Шток опирается на цилиндр бронзовыми буксами. Верхняя букса 5 связана со штоком и перемещается вместе с ним, а нижняя закреплена неподвижно в нижней части цилиндра. Амортизатор через специальные клапаны заливается до определенного уровня жидкостью и заряжается сжатым азотом до начального давления ро.
При действии сжимающих нагрузок шток входит в цилиндр, объем газовой камеры уменьшается, а давление в ней и нагрузка на штоке возрастают. Жидкость из нижней полости штока перетекает в верхнюю полость цилиндра через кольцевую щель между иглой и плунжером, испытывая при этом большое сопротивление. Далее жидкость через отверстия в буксе 5 проходит в кольцевую полость между штоком и цилиндром. Кольцевой клапан 6 при этом опускается вниз и открывает свободный проход для жидкости. Приложенная к штоку сила Р на прямом ходе затрачивается на сжатие газа Рг, преодоление сил сопротивления перетеканию жидкости Рж, сил трения в буксах и уплотнениях Рт и сил инерции Рин движущихся со штоком элементов.
Рп.х. = Рг + Рж + Рт + Рин.
Работа сил инерции невелика и ими можно пренебречь.
Читайте также: Амортизатор натяжителя ремня генератора 1zz
На рисунке показан характер изменения перечисленных сил в зависимости от перемещения штока d при обжатии амортизатора.
Давление газа и сила Рг определяются политропой с показателем к = 1,1 — 1, 2. Рго — сила, создаваемая давлением начальной зарядки амортизатора. Сила сопротивления перетеканию жидкости прямо пропорциональна квадрату отношения скорости штока к площади проходных отверстий для жидкости.
Заштрихованные на этом рисунке площади показывают величины энергии, поглощенной каждой из перечисленных сил.
Полная работа, поглощенная амортизатором, равна сумме А = Аг + Аж + Ат.
Ее можно выразить через максимальные усилие Рmax и перемещение штока d max
Работа сил трения и жидкости превращается в теплоту и рассеивается, а работа, затраченная на сжатие газа, аккумулируется и возвращается самолету на обратном ходе. При обратном ходе штока, который происходит с меньшей скоростью, жидкость перетекает в обратном направлении. Кольцевой клапан поднимается жидкостью вверх и резко уменьшает площадь проходных отверстий в буксе 5 , что обеспечивает рассеивание энергии на обратном ходе. Изменение усилия Рг на обратном ходе происходит по той же самой политропе, что и на прямом ходе. Силы трения и сопротивления жидкости вычитаются из усилий, создаваемых газом Р = Рг — Рж — Рт.
Работа сил трения и сопротивления жидкости и на обратном ходе переходит в тепловую и рассеивается.
На диаграмме работы амортизатора площадь между кривыми прямого и обратного хода показывает полную рассеянную амортизатором работу D А = А1 — А2 (петля гистерезиса). У современных амортизаторов полная рассеянная работа составляет 50 — 60 % от поглощенной на прямом ходе энергии А1.
Полная поглащенная энергия удара при посадке Адеф при опускании центра масс самолета на величину Н э за счет деформаций амортизатора, пневматиков колес и конструкции определит максимальную нагрузку на колеса S Ркэ.
При грубой посадке с повышенными вертикальными скоростями сопротивление жидкости резко возрастает, что приводит к увеличению расчетных нагрузок на амортизаторе — появлению пиковых перегрузок (f). Для устранения этого недостатка были разработаны двухкамерные жидкостно-газовые амортизаторы.
Видео:Перегрузка опор шассиСкачать
Диаграмма обжатия амортизатора шасси
13.2. Амортизационная система самолета
   Вертикальная составляющая кинетической энергии самолета в момент касания земли при посадке Ey = mVy 2 /2 определяет работу Ay амортизационной системы самолета.
   По закону сохранения энергии при ударе самолета о землю производится работа
| где    | P |    - | максимальная сила удара самолета при посадке; |
| s |    - | путь этой силы; |
   Если не принять специальных мер, кинетическая энергия самолета трансформируется в работу деформации ВПП и конструкции самолета, но поскольку эти деформации s (т.е. путь силы удара самолета при посадке) весьма малы, то сила P будет непомерно велика и разрушит конструкцию самолета.
Рис. 13.3. Деформация пневматика при обжати и
   При ударе колес о поверхность ВПП происходит обжатие пневматика (рис. 13.3) и совершается работа на упругую деформацию покрышки колеса (резины и корда) и незначительное сжатие воздуха в пневматике. Температура пневматика и воздуха в нем повышается, и за счет этого происходит рассеивание части энергии в окружающем пространстве в виде тепла.
   Превращение части механической (кинетической) энергии в тепловую и рассеивание ее в пространстве называется гистерезисом (от греч. hysteresis— отставание, запаздывание).
   Однако гистерезис пневматика очень мал. Основная часть энергии, накопленная пневматиком в виде потенциальной энергии сжатого воздуха и энергии упругой деформации покрышки, возвращается самолету, который после удара о землю может подпрыгивать ( «козлить» ).
   Следовательно, помимо колеса с пневматиком, необходимо дополнительное устройство, обладающее большим, чем колесо, гистерезисом. Большим гистерезисом обладает, например, гидравлическое демпфирующее устройство — демпфер , схема которого показана на рис. 13.4.
Рис. 13.4. Схема гидравлического демпфера
Сила P, приложенная к штоку 1, вызывает поступательное движение поршня 2 внутри гидроцилиндра 3, заполненного рабочей жидкостью и закрепленного на опоре 4.
   При этом рабочая жидкость вытесняется поршнем 2 из полости 5 цилиндра и, проходя через калиброванные отверстия 6 в поршне 2, поступает в полость 7 гидроцилиндра. Работа силы P на перемещение штока расходуется на преодоление сил трения подвижных частей и, в основном, на проталкивание рабочей жидкости через калиброванные отверстия, т. е. на преодоление сил гидравлического сопротивления при перетекании жидкости. Это сопротивление тем больше, чем больше скорость движения штока (и, соответственно, скорость течения жидкости через отверстия в поршне) и чем меньше диаметр (калибр) отверстий.
   За счет трения частиц жидкости друг о друга и о стенки отверстия повышается температура жидкости и конструкции демпфера. Через стенки демпфера в виде тепла рассеивается в пространстве вся энергия, приложенная к штоку демпфера.
   Однако если такое устройство будет использовано для поглощения кинетической энергии самолета при посадке Ay, то, поглотив всю энергию Ay, демпфер превратится в жесткую конструкцию (шток встанет на упор). Удары колеса о неровности ВПП при пробеге и рулежке будут в этом случае передаваться на конструкцию самолета, что недопустимо.
   Поэтому после восприятия удара необходимо возвращать демпфирующий элемент в исходное положение. Это можно осуществить, «запасая» часть энергии в упругом элементе и расходуя ее после удара на возвращение демпфирующего элемента в исходное положение.
    Амортизатор шасси (независимо от конструктивного выполнения) — устройство, совмещающее в себе демпфирующий и упругий элементы и предназначенное для снижения нагрузок на конструкцию самолета за счет поглощения и рассеивания энергии ударов, которые испытывает самолет при посадке и движении по ВПП.
   Упругим элементом амортизатора может быть, например, пружина. На рис. 13.5 показана схема жидкостно-пружинного амортизатора .
Рис. 13.5. Схема жидкостно-пружинного амортизатор
   После контакта колеса с ВПП в момент посадки (рис. 13.5,а) сила от колеса передается на шток амортизатора 1. Центр масс снижающегося самолета и корпус (цилиндр) 2 амортизатора, неподвижно закрепленный на конструкции планера самолета 4, движутся вниз ( прямой ход ).
   При этом часть энергии самолета рассеивается за счет перетекания жидкости в демпфирующем элементе амортизатора и за счет трения подвижных частей амортизатора.
   Оставшаяся энергия запасается амортизатором в виде энергии упругой деформации пружины 3.
   Напомним, что весьма незначительная часть энергии самолета трансформируется в тепловую и упругую энергию пневматиком колеса.
   После окончания прямого хода (когда вся энергия самолета полностью передана амортизатору и амортизатор полностью обжат) за счет распрямления пружины 3 начинается обратный ход (рис. 13.5,б). При этом центр масс самолета поднимается вверх за счет энергии, запасенной упругим элементом амортизатора (в данном случае — пружины).
   Однако не вся упругая энергия превращается в потенциальную энергию положения самолета относительно поверхности ВПП. Часть ее на обратном ходе также рассеивается в виде тепла за счет перетекания жидкости в демпфирующем элементе амортизатора. Таким образом, происходит торможение (уменьшение кинетической энергии Ey = mVy 2 /2 и, следовательно, уменьшение Vy) на прямом и обратном ходе .
   Энергия, запасаемая упругим элементом амортизатора, достаточно велика, и обратный ход амортизатора происходит весьма интенсивно, что может вызвать «козление» самолета. Чтобы избежать этого явления и получить более «мягкий» амортизатор, нужно увеличить количество энергии, рассеиваемой на обратном ходе.
   Это осуществляют, вводя в конструкцию амортизатора клапан торможения на обратном ходе .
   Принцип работы клапана торможения на обратном ходе иллюстрирует рис. 13.6.
Рис. 13.6. К объяснению принципа работы клапана торможения на обратном ходе
   Клапан торможения 5 представляет собой цилиндрический стакан, который может свободно перемещаться («плавать») по штоку 7 амортизатора между упором 6 на штоке и буксой (поршнем) 3, подпружиненной в корпусе 8 пружиной 1.
   При прямом ходе амортизатора (рис. 13.6,а) рабочая жидкость перетекает из верхней полости цилиндра в нижнюю через калиброванные отверстия 2 в поршне (буксе) 3. Так как калиброванные отверстия 4 в клапане торможения меньше отверстий в буксе, клапан потоком жидкости отжимается вниз до упора на штоке, и основной поток жидкости из верхней полости перетекает в нижнюю, минуя клапан торможения.
   При обратном ходе (рис. 13.6,б) клапан 5 потоком жидкости прижимается к поршню (буксе) 3, и жидкость из нижней полости перетекает в верхнюю через малые отверстия клапана с большим сопротивлением и, соответственно, с большим, чем на прямом ходе, преобразованием кинетической энергии в тепловую (торможением).
   Напомним, что сила, которая передается с амортизатора на конструкцию планера самолета, зависит от хода амортизатора и способности его поглощать и рассеивать энергию. В настоящее время наибольшее распространение получили жидкостно-газовые амортизаторы , в которых в качестве упругого элемента используется сжатый газ. Принципиальная схема жидкостно-газового амортизатора показана на рис. 13.7.
   Амортизатор состоит из цилиндра (корпуса) 11 и штока (поршня) 10. Цилиндр крепится к конструкции планера самолета, а к штоку присоединяется опорное устройство (например, колесо). Движение штока в цилиндре направляется верхней буксой 6 и нижней буксой 13.
   Внутри цилиндра 11 укреплен цилиндрический плунжер 2 с отверстиями 1 в стенке. В донышке 4 плунжера 2 имеется калиброванное отверстие 3.
Рис. 13.7. Схема жидкостно-газового амортизатора: а — прямой ход; б — обратный ход
   В верхней буксе 6, неподвижно связанной со штоком, также имеются калиброванные отверстия 7.
   На упоре 9 штока установлен свободноплавающий клапан торможения обратного хода 8. В амортизатор заливают определенное количество рабочей жидкости и заряжают его сжатым газом. Упоры 12 неподвижно закреплены на штоке 10 и, опираясь на нижнюю буксу 13, не позволяют сжатому газу вытеснить шток 10 из полости цилиндра при отсутствии внешней нагрузки на шток.
   Герметичность телескопического (подвижного в осевом направлении) соединения штока 10 с нижней буксой 13 обеспечивают уплотнительные манжеты 14. Уплотнение 5 обеспечивает герметичность телескопического соединения плунжера 2 и штока 10.
   На схеме прямой и обратной ход штока показан при условно неподвижном корпусе амортизатора. Стрелками обозначено движение жидкости. Стрелки на плоскости раздела жидкости и газа показывают давление в газовой полости амортизатора.
   Опишите работу амортизатора на прямом и обратном ходе.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🌟 Видео
Работа Газомаслянного и газового амортизатора KYBСкачать
Конструктивные схемы передней стойкиСкачать
Взлетно-посадочные устройства. Выбор схемы шассиСкачать
Амортизатор шасси гидросамолёта Л 145.Скачать
Амортизатор: устройство и неисправности. Курсы ИЦ СМАРТ ecSmartСкачать
Видеоуроки Компас 3D V17 Создание анимации сжатия-растяжения пружины амортизатораСкачать
Амортизаторы | Симптомы износа | Как проверить состояние амортизаторовСкачать
Натяжка резиношнурового амортизатора стойки шасси для самолёта Piper PA-18Скачать
Признаки неисправности амортизаторовСкачать
Как сделать жесткий или мягкий амортизаторСкачать
Как стянуть пружину без специализированных стяжекСкачать
Обучение, как установить инструмент и заправить амортизаторСкачать
Стойки шасси и проводка - тестирование главных стоек шассиСкачать
Управляемая стойка шасси с амортизацией для радиоуправляемого самолета своими рукамиСкачать
Ремонт амортизаторов, любая сложность!Скачать
Объяснение технологии двухтрубных амортизаторовСкачать
