飛機很重,為什麼飛機下的三個小輪子可以支撐整個飛機的重量?具體原理是什麼?

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首先糾正題主的一個錯誤,飛機的輪子一般不止三個,以單通道的波音737和空客A320為例,它有三組輪子,如果你仔細觀察會發現其實每組輪子有兩個輪胎,所以總共有6個輪胎。

再來說說雙通道的寬體客機,比如空客A330和波音787,前起落架一組有2個輪胎,後起落架兩側各有4個輪胎,總共10個輪胎。

民航客機裡輪胎數量最多的要數空客A380了,前起落架2個輪胎、左右主起落架各4個輪胎,再加上機腹輔助起落架左右各6個輪胎,總共有(2+4x2+6x2)=22個輪子。

別看A380有那麼多輪胎,但你要知道A380的最大起飛重量可以達到560噸,也就是說平均每個輪胎承受的壓力最大也有25噸之多!而且飛機輪胎還要能夠經受起降時的高速摩擦產生的高溫,因此飛機輪胎肯定要比普通的汽車輪胎要結實得多。

有些人可能會認為為了保證高強度飛機輪胎是實心的,其實不然,飛機輪胎其實和汽車輪胎也是充氣的。為了達到高強度,飛機輪胎有著多層結構複合而成。

胎面的膠面由耐磨耐高溫的特種材料膠合鋼絲而成,厚約20毫米。輪胎氣門嘴既尖且短,由高溫氟塑料製成,進氣通暢,嚴防洩露。

緩衝層是尼龍布加強的附加層,位於胎面花紋槽底部與加強簾布層上部之間,用來保護輪胎各層和加強胎面區域。

在飛機輪胎胎面橡膠內部加入了兩層特殊的簾巾,又稱“補強簾布層”。簾布層由橡膠和纖維連線組成,纏繞在胎唇鋼圈上,用來提高輪胎的強度,鋪設的層數與輪胎的強度有關。

胎緣包括鋼絲圈和胎緣塗膠包邊布。鋼絲圈是輪胎的骨架,有高的抗拉強度和剛度,通過它把載荷傳遞給輪轂。胎緣塗膠包邊布形成胎口斷面形狀,防磨並與輪轂的輪緣緊密貼合,防止無內胎輪胎漏氣。

另外輪轂採用高強度的鎂鋅合金製作,並用密封圈對輪轂和活動輪緣接合部位、氣門嘴與輪轂間進行密封,可以保證輪胎內高達數個大氣壓值的氣體不滲漏。

一般來講,一個飛機輪胎正常情況下可以大約使用200個航班。輪胎磨損一旦超過標準後,輪胎就需要拿去維護保養。對磨損的胎面進行翻新,翻新後可以繼續使用,然後使用到一定程度後再一次維護保養,一個輪胎可以這樣使用5~6個循環,當輪胎磨損到露出第二層簾巾時,就意味著輪胎該報廢了。


熊貓愛飛行


起落架是客機最重要的主承力部件,起落架一般以“組”為單位,但是它卻一點也不“小”,一般佔飛機結構總重量的1/5。客機在跑道落地時,起落架系統不但能為客機減速提供剎車功能,大部分衝擊能力也都是由起落架緩衝支柱的往復運動來吸收的。

起落架系統的輪胎是客機和跑道接觸的唯一裝置,這就需要它能承受整架客機的重量,又要傳遞輪胎的剎車力矩。隨著客機速度和起飛重量的不斷提升,客機的滑泡距離也水漲船高,所以客機輪胎需要特別強的抗衝擊、耐高溫,還需要承受客機高速起飛時的強大離心力和落地時的巨大沖擊力。就像波音777型客機,其起飛全重超過三百噸,每個輪胎需要承重約25噸!客機在萬米高空巡航時,會遭遇-50℃的環境低溫,當客機落地剎車時輪胎溫度會高達150℃。這就需要客機輪胎具備賽車胎的速度性和工程車胎的耐負荷性。

圖、起落架系統主體結構圖

起落架最顯著的特點便是超高的強度。活塞式客機盛行時,由於飛機整體重量不高,起落架一般使用1176MPa級高強度鋼,但是隨著噴氣式客機的普及,對起落架材料提出了新要求,應用強度級別在1900~2100MPa的300M鋼和抗疲勞製造技術。目前主要應用比較常用的低合金超高強度鋼,例如美國的300M、法國的35NCD16等。

圖、安-225使用的巨型起落架組

隨著客機設計的進步,起落架組也不斷創新。目前主要是用小車式多輪起落架來分散輪胎對跑道的壓力。起落架組為了保持長壽命和低重量,在材料中大量應用高強度鋼和鈦合金。最後用電傳控制系統和全電剎車系統來達到更高的系統可靠性和更簡單的維修。


航空之家


糾正一下,飛機很重嗎?當然相比於汽車而言算是比較重了,但是作為飛行器而言,飛機卻是對重量最為敏感的工程產品,為了實現飛行性能,工程師需要嚴格控制飛機重量。

最大的An-225起飛重量也是隻有600噸,和船舶相比還是很小的。

以常見的波音737客機為例,最大起飛重量不過65噸,而降落時的重量已經降低到55噸左右了(燃油消耗後)。對於65噸重的飛機,配置著前三點式起落架(前起落架為單輪,主起落架為雙輪並列),落地時的垂直過載應該控制在1.0G以內,也就是說主起落架單個輪胎的承重不過55*1.0/4=13.75噸。

以波音777這樣的寬體客機,最大起飛重量275噸,降落時重量控制在160噸左右,其主起落架採用三對輪,總共合計12個輪胎,降落過程中單個輪胎承重160*1.0/12=13噸,縱然是2.0G過載,主起每個輪胎不過26噸承重。

這樣工況下,依靠液壓支撐系統完全可以應付的吧。


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老鷹航空


這個就是結構設計。

飛機相對於個人而言,是很重。不過,一般飛機都有三組起落架,靜止條件下,大約平均每組起落架承擔1/3的重量。實際承擔重量根據起落架位置可以計算,這裡為方便理解,僅以平均分配為例。

單組起落架承擔了1/3的重量後,再由起落架結構,分散至不同的輪胎上。這裡會涉及到大量的計算,簡單來說,有限元可以幫助實現這個計算。

總的原則,如果這個結構需要承擔的力多一點,那麼該結構就設計的厚粗一點。再強調一遍,實際計算過程很複雜。因為越厚粗顯然也會帶來重量增加的問題,而對於飛機,每一克的重量都是寶貝。


力學Nerd王小胖


飛機起落架都是用高強度合金鋼材料製造的,本身承載能力沒有問題,幾十噸上百噸都可以。

起落架都安裝在飛機機體結構最強固的地方,通過桁梁傳遞到飛機每個地方。

飛機輪胎有一定的抗壓能力,一個起落架十幾個輪胎,飛機重量分散到每個輪胎上就不多了。


天明遙遙山海關


飛機下面的輪子和支撐結構,專業的說法叫起落架。現在的飛機絕大多數起落架都是前三點佈局,即一個前起加兩個主起。

按照飛機噸位大小不同,主起落架下面的輪子數量是不一樣的。噸位小的,確實只有3個輪子。噸位大的,前起可能有兩個輪子,主起下面可以有很多輪子,比如A380的主起就有3組輪子,參考下面的圖片。

飛機的設計師當然不願意設計這麼多輪子,能否使用更結實一點的輪子,以減少輪子的數量呢?不行,因為機場跑道的等級決定了跑道的承壓能力,如果使用更結實的輪子,跑道承擔不了更大的壓力,飛機降落時就會傷及跑道。所以飛機的設計師雖然不願意,但也必須設計更復雜的結構安裝更多的輪子來承載更大噸位的飛機。




無怨生活


大家分析得都很仔細周到,但忽視了飛機觸地時刻並不是全重量加速度撞擊地面的,進場降落是要有一定速度的,下降速率是有限制的,故此時此刻機翼還是有一定升力,克服了飛機很大一部分重力,使輪子對地面的摩擦力、衝擊力降到最低。再加上起落架上的液壓緩衝系統可以避免輪子遭受過大沖擊。優秀飛行員甚至降落時可以使輪子不冒煙,相當優美輕盈地著陸。另外飛機動態使用輪子時間很短。為此設計時配備的輪子數量和質量,加上飛行手冊設計規定降落時的速度、姿態等要求,那麼輪子完全可以符合飛機降落時的需要。


海牛犁浪31445144


力的平衡原理。物體的重量產生的重力垂直向下,為了支撐物體的重量,最簡單而有效的是三點為一體式就能支撐物體重力達到力的平衡狀態。這在飛機設計中必須飛機的重量的中心在這三點為一體中,至於飛機的輪子能否承受飛機的重量的壓力,那是技術和計量的問題。通常我們的桌凳、汽車、橋樑等都採取四肢以上的架構,為的是整體物體所承受物體的重量更處在力的平衡之中。發生物體運動的原因是破壞力平衡而以運動的外表形式表達多餘的力,物體發生運動是力表達形式,只要破壞力平衡,物體就會運動的形式表達力。


奮起160840185


飛機輪胎和汽車“子午線輪胎“的結構是一樣的,只不過為了能承受飛機巨大的重量,口徑更大,更厚。為了負擔起落強大的衝擊力,輪胎和輪轂是一體的,並且有強大的內壓,才能承擔飛機起落的要求。


東方欲曉680


採用的乃是三國鼎立定律。


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