第七節 前起落架的設計特點
為了保證飛機在地面運動時有足夠的滑跑穩定性，前輪應能繞支柱軸線自由定向旋轉，因此在設計時要附加某些裝置。
一、前輪的自由定向及偏轉操縱裝置
由于飛機在地面運動時要求靈活穩定，當飛機受到側向力（如側風、單邊主輪受撞擊等）而使機頭偏向時，前輪應能自動轉回原方向，并使飛機也能較方便地轉回原方向滑跑，而不致越偏越大，這是地面方向穩定性對前輪的要求。即便是方向穩定性好的前三點配置形式，如果將前輪固定死，則前輪處的摩擦力也將產生一定的不穩定力矩，使機頭有越偏越大的趨勢。另外，地面滑行剎車轉彎時（如剎住一側主輪）也需前輪能自由偏轉以減小轉彎半徑。因而現代飛機的前輪都不固定鎖死，而有一定的偏轉自由度，其最大值日。由所需的最小轉彎半徑來定，即
+
" % &’( )* ,-./01"2(（3 )3 )3）
一般 " % &.,4。此外，為使前輪能自動轉回飛機的前進方向，這就須將前輪放在支柱軸線后一定的距離 “’”（稱為穩定距）處，這樣，萬一出現偏向，也會很快復原。穩定距“廣大一些則穩定性好，但對起落架受力不利，一般取 ’%（,-* 5,-6）7（ 7為前輪直徑）。
為了增大飛機地面運動的靈活性以保證最小轉彎半徑，有的飛機，特別是大型旅客機，還裝有使前輪偏轉的操縱機構。
二、前輪的減擺裝置
當前起落架沒有采用合適的減擺措施時前輪可能會出現擺振，即飛機在地面滑跑到一定速度時，能自由偏轉的機輪和支柱的彈性振動與輪面的轉動交織在一起，出現一種劇烈的偏擺振動，它會引起機頭強烈搖晃，這種現象稱為前輪擺振。振動可能越來越厲害，直至支柱折斷，輪胎撕裂，在很短的時間內釀成嚴重事故。
產生前輪擺振的原因是由于機輪（連帶支柱）是一個彈性體。當偶然受到外力干擾時（如跑道不平、側風、操縱不當等）使機輪偏離前進軸線一個距離 "。這時輪面傾斜，輪胎接地部分的形狀變成彎腰形。當飛機繼續前進時，機輪將一邊偏轉口角，同時由于彈性恢復力的作用，一邊向前進軸線靠近（減小入）。當達到 " %,， % ,時，由于慣性關系，在繼續往前滾時又出現了 ) "，同時就又出現了彈性恢復力，而輪胎接地部分變成反的彎腰形，這樣就使得久反向增大，到一 " ,后又開始減小。與此同時 
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則從 。減小到零后，又開始反向偏轉。如此反復進行就形成了周期性擺振。在速度較小時，激振的能量小于阻尼能量，擺振將不會產生。但當滑跑速度超過某一速度（稱為擺振的臨界速度 "）時，激振能量大于阻尼能量，就將產生擺振，并自己激發成自激振動，越振越烈，" %&’與 %&’越來越大，直到破壞。擺振臨界速度可用下式估算。
)*（, -. -/）
" (
+
式中0*———穩定距；
———機輪半徑；
+———轉動部分（機輪、輪叉及其他）繞旋轉軸的轉動慣量；
)—
—由試驗確定的輪胎彎曲和扭轉剛度的特性系數。
可以看出，增大穩定距和輪胎剛度將提高擺振的臨界速度。對于現代高速飛機，
多裝有專門增加阻尼的減擺器來消減激振的能量，防止擺振的發生。一般要求振幅
應在 12鐘內減到初始幅值的 341。
常見的減擺器有柱塞式和旋板式，兩種。它們的工作原理都是利用油液高速流
過小孔產生阻尼來消耗能量，防止擺振。柱塞式較簡單輕巧，但減擺能力較小，多用
在小型高速飛機上。旋板式較大、較重，但減擺能力強，常裝在高速、大型飛機上。
有時為提高地面轉彎的靈活性而采用可操縱前輪，特別是在一些大型飛機上，為
此要增設前輪轉彎操縱機構。此外，一般說雙輪或多輪式起落架，由于整個輪胎系統
的剛度較大，當機輪偏轉擺振時地面給予的摩擦力 5將構成阻滯擺振的力矩，其 "
較高。
三、前輪糾偏裝置（中立機構）
由于前輪須在地面滑行時能左右偏轉，故它不能定位鎖死，因而在離地收藏或著
陸放下時很可能偏離中立位置，以致妨礙正常的收起或著陸。為此必須加裝中立機
構，以保證前輪離地時輪。子正對前方不偏斜。常見的糾偏裝置有三種形式。
36凸輪式內糾偏裝置
它由裝在減震器內部的上、下凸輪組成。下凸輪固定在減震支柱外筒內的底部，
它不能左右轉動和移動，上凸輪則固定在活塞內筒上。當前輪離地時減震器全部伸
展，上凸輪楔入下凸輪內，相互吻合，保持了前輪的中立位置。著陸后內筒向上運動，
使工凸輪脫開下凸輪的限制，因而不妨礙前輪在地面偏向轉彎。這種形式簡單可靠，
故得到廣泛采用。只是減震支柱內部的構造稍復雜些。另外因凸輪占據了部分長
度，減震支柱也可能會較長一些。
,6滾棒凸輪式糾偏裝置
它由連接在旋轉臂上的滾棒和固定不動的凸輪等組成。當前輪離地（減震器全
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伸展）時彈簧張開，拉滾棒落在凸輪的最低凹槽處，使機輪處于中立位置。飛機著陸后在地面轉彎時，由于前輪偏轉的力量較大，能克服彈簧力而使滾棒在槽面上滾，以保證前輪的偏轉。
"楔桿式外糾偏裝置
它由楔錐、連桿和楔槽等組成。起落架收起時，由于帶楔錐的連桿與起落架的轉軸不同心而產生相對運動，使楔錐逐漸靠近并插入楔槽（它由旋轉臂上相互有一定間距的兩個斜面構成），與其中的一個斜面靠上后，逐漸將旋轉臂連同輪叉和前輪一起旋轉，糾正到中立位置。起落架在放下位置時，楔錐完全退出楔槽，因而不影響前輪偏向轉彎。這種裝置不夠完善，因為有可能在放下著陸前遇側向力而使前輪偏轉，不能完全保證著陸時的中立位置。
　
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