起落架机轮预加转装置设计
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摘要：飞机起落架机轮轮胎常由于着陆时外径线速度与飞机滑跑速度不一致,而导致磨损较快,为提高轮胎使用寿命,提出在机轮加装预加转装置的方式,使飞机着陆接地前就将机轮外径线速度加速到接近或等于该飞机的着陆接地速度，从而使机轮在着陆接地时轮胎与跑道之间的接触基本上或直接进入滚动状态，大幅度削减轮胎在整个着陆过程的摩擦耗损，从而提高轮胎的寿命。
关键词: 起落架 预加转装置 轮胎
Abstract: In order to improve the service life of the aircraft tires, installed preload device in the wheel, landing ground before wheel diameter line speed is near or equal to the aircraft's landing ground speed, so that the wheel directly into the rolling state at the landing ground tires and the runway the contact between basically or, slashing tires in the friction loss of the landing process, so as to improve the life of tire.
Keywords: landing gear; preloading device; tire
中图分类号：V226+.8
Aircraft wheel pre-rotate device design
Meng fanyu ,Liang zhu , Zhang longfei,Du ruiwen
Instructor:Yangyonggang
1.引言
传统的飞机降落方式由于在降落瞬间与地面摩擦严重，对轮胎的损伤较大。为了飞机安全，现有技术中通常采用两种方法加以解决：其一是提高轮胎强度；其二是减少轮胎使用次数。显然，这两种方法都具有一定的局限性，轮胎强度的提高会受到材料、生产工艺等因素的制约，而且在综合各种因素的条件下，目前飞机轮胎的强度是最高的。采用降低使用次数的方法，虽然提高了安全系数，但大大提高了成本，同时也带来资源的浪费。如果在飞机着陆接地前就将机轮外径线速度加速到接近或等于该飞机的着陆接地速度，从而使机轮在着陆接地时轮胎与跑道之间的接触基本上或直接进入滚动状态，可大幅度削减轮胎在整个起降过程的摩擦耗损。
2.机轮预加转装置的设计
利用气体动力学，对机轮轮毂外形进行了初步改装，安装了机轮叶片。使叶片在机轮降落过程中弹出。在气流的作用下，叶片带动机轮转动。实物如图1所示：
3. 流场分析
3.1 几何模型处理
将Catia建立的基础模型导入到ANSYS Workbench中，建立方形外流场，为了消除尺寸对分析结果的影响，外流场设计需足够大。将Catia建立的基础模型用ICEM-CFD进行网格划分，这样可以得到网格模型，这里采用六面体网格划分。因为流体计算并不需要结构体，所以，Suppress机轮模型只保留流体域。生成的网络模型将应用于下一步处理和计算。
3.2 模型前处理
整个流场域中设置温度25℃，压强1atm,初始入口速度设为60米每秒，出口为标准大气压，相对压力为0。流场的长、宽、高分别为10000mm、10000mm、10000mm。前处理的模型如图2所示，黑色箭头所指为流场进口，蓝色箭头所指为流场出口，其他区域为域墙，整个流场区域包括机轮和叶片旋转区在内的的流场。
图1 加装叶片的机轮 图2 边界条件设定
4.模型计算及结果分析
将模型处理后，设定好边界条件和参数，进行仿真，结果如图3、4所示。从图3可以看出逆时针方向总压强大于顺时针方向总压强，导致气流对于叶片产生逆时针方向力矩，则可以产生逆时针方向的速度。从图4可以看出气流对于盘的相对速度在下部大于上部，而气流整体对于地面的绝对速度相同，同样可以说明叶片盘在逆时针旋转。
图3 叶片表面静压分布图 图4 叶片表面气流速度图
5.结语
将机轮叶片设计成可收放形式，不影响机轮的收起与飞机的气动外形，且在机轮加速达到预定时可以收回叶片保证机轮转速不会过大。装置对机体改动小，方法简单而且易于操作，维护成本低。起落架机轮安装预加转装置可以大大降低飞机降落过程中地面摩擦对轮胎的损耗，提高轮胎的使用寿命，从而降低更换轮胎的成本。
参考文献
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