更新时间:2022-08-25 13:18
鼻轮(nosewheel)指飞机的着陆前轮,即飞机前轮。鼻轮在飞机起控制转弯及支撑飞机的作用。在控制转弯上搭配有前轮转弯系统,同时,飞机鼻轮一般加装减摆器以减少飞机鼻轮的摆振。
为了方便在地面运动时进行方向控制,起落架为前三点配置的飞机多数都设有前轮转弯系统。为了实现前轮转弯的目的,前起落架在结构上进行了专门设计。在小型飞机上,通常将整个减震支柱安装在一个Y形套筒内,并通过套筒两侧的耳轴与飞机结构铰接。该铰链轴可作为起落架收放转轴。减震支柱可在套筒内转动,带动机轮左右偏转,但不能沿轴向上下移动。如果在支柱上连接传动机构,就可实现对前轮左右偏转的控制,达到控制前轮转弯的目的。某些小型飞机在前起落架或尾轮结构中设有无操纵转弯机构,在利用主轮单边刹车转弯时,地面摩擦力使前轮或尾轮偏转,辅助飞机地面转弯。
同时,前起落架减震支柱即前轮能够左右偏转也带来了许多问题,如方向稳定性变差、前轮偏置和前轮摆振等。所以在设计上必须考虑既要实现前轮转弯,又要尽量避免所带来的这些问题。
由于飞机前轮可以自由回转,当飞机滑跑速度超过某一临界速度时会出现前轮左右剧烈偏摆的自激震荡——摆振。摆振会引起轮胎撕裂,支柱折断,酿成严重事故。
引起摆振的内在原因除前轮可以回转外,还有支柱以及机身前段的各种变形,如图1(a)所示,及机轮受侧向力时产生的轮胎变形,如图1(b)所示。当前轮受到某种扰动而偏转一个角度后,机轮就离开滑行方向产生的侧向偏转,支柱变形,轮轴随之倾斜。支柱的弹性恢复力使机轮逐渐转向原来的运动方向,同时机轮向反方向偏转。此后机轮的运动路线是一条S形的轨迹,形成周期性的摆振,如图1(c)所示。当滑行速度超过临界值,激振力大于阻尼力时,震荡发散,最终造成结构破坏。提高轮胎刚度和增大稳定距,可以提高摆振临界速度。但过大的稳定距会造成支柱附加弯矩加大,转弯操纵力困难。而机轮刚度受轮胎材料的限制和减震的要求不可能过大,因此现代高速飞机上一般都装有减摆器。
减摆器用于防止飞机在地面运动时前轮出现摆振现象。由于飞机前轮可以左右偏转,加之金属结构的起落架为弹性体,其机轮收到地面摩擦力的作用,如果飞机在直线滑跑中遇到干扰,使前轮偏离原来的运动方向,则前起落架在地面摩擦力和自身弹性力的交替作用下,很可能产生以原来运动方向为轴线的左右偏摆振荡现象。如果飞机滑跑速度较小,这种振荡可自行收敛,不会导致严重后果。但如果飞机速度增大到一定值时,这种振荡呈发散趋势,振幅将越来越大,导致机轮磨损加剧,滑跑方向难以控制,驾驶舱仪表读数看不清楚,严重时可造成起落架结构损坏,危及飞行安全。
为了防止摆振,几乎所有飞机都在前起落架上安装了某种类型的液压式减摆器,作为前轮转弯系统的一部分。减摆器有活塞式和旋板式两种类型,其中活塞式应用最广,小型飞机上几乎都采用这种类型的减摆器。如图(2)所示。