第七节 前起落架的设计特点
为了保证飞机在地面运动时有足够的滑跑稳定性，前轮应能绕支柱轴线自由定向旋转，因此在设计时要附加某些装置。
一、前轮的自由定向及偏转操纵装置
由于飞机在地面运动时要求灵活稳定，当飞机受到侧向力（如侧风、单边主轮受撞击等）而使机头偏向时，前轮应能自动转回原方向，并使飞机也能较方便地转回原方向滑跑，而不致越偏越大，这是地面方向稳定性对前轮的要求。即便是方向稳定性好的前三点配置形式，如果将前轮固定死，则前轮处的摩擦力也将产生一定的不稳定力矩，使机头有越偏越大的趋势。另外，地面滑行刹车转弯时（如刹住一侧主轮）也需前轮能自由偏转以减小转弯半径。因而现代飞机的前轮都不固定锁死，而有一定的偏转自由度，其最大值日。由所需的最小转弯半径来定，即
+
" % &’( )* ,-./01"2(（3 )3 )3）
一般 " % &.,4。此外，为使前轮能自动转回飞机的前进方向，这就须将前轮放在支柱轴线后一定的距离 “’”（称为稳定距）处，这样，万一出现偏向，也会很快复原。稳定距“广大一些则稳定性好，但对起落架受力不利，一般取 ’%（,-* 5,-6）7（ 7为前轮直径）。
为了增大飞机地面运动的灵活性以保证最小转弯半径，有的飞机，特别是大型旅客机，还装有使前轮偏转的操纵机构。
二、前轮的减摆装置
当前起落架没有采用合适的减摆措施时前轮可能会出现摆振，即飞机在地面滑跑到一定速度时，能自由偏转的机轮和支柱的弹性振动与轮面的转动交织在一起，出现一种剧烈的偏摆振动，它会引起机头强烈摇晃，这种现象称为前轮摆振。振动可能越来越厉害，直至支柱折断，轮胎撕裂，在很短的时间内酿成严重事故。
产生前轮摆振的原因是由于机轮（连带支柱）是一个弹性体。当偶然受到外力干扰时（如跑道不平、侧风、操纵不当等）使机轮偏离前进轴线一个距离 "。这时轮面倾斜，轮胎接地部分的形状变成弯腰形。当飞机继续前进时，机轮将一边偏转口角，同时由于弹性恢复力的作用，一边向前进轴线靠近（减小入）。当达到 " %,， % ,时，由于惯性关系，在继续往前滚时又出现了 ) "，同时就又出现了弹性恢复力，而轮胎接地部分变成反的弯腰形，这样就使得久反向增大，到一 " ,后又开始减小。与此同时
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则从 。减小到零后，又开始反向偏转。如此反复进行就形成了周期性摆振。在速度较小时，激振的能量小于阻尼能量，摆振将不会产生。但当滑跑速度超过某一速度（称为摆振的临界速度 "）时，激振能量大于阻尼能量，就将产生摆振，并自己激发成自激振动，越振越烈，" %&’与 %&’越来越大，直到破坏。摆振临界速度可用下式估算。
)*（, -. -/）
" (
+
式中0*———稳定距；
———机轮半径；
+———转动部分（机轮、轮叉及其他）绕旋转轴的转动惯量；
)—
—由试验确定的轮胎弯曲和扭转刚度的特性系数。
可以看出，增大稳定距和轮胎刚度将提高摆振的临界速度。对于现代高速飞机，
多装有专门增加阻尼的减摆器来消减激振的能量，防止摆振的发生。一般要求振幅
应在 12钟内减到初始幅值的 341。
常见的减摆器有柱塞式和旋板式，两种。它们的工作原理都是利用油液高速流
过小孔产生阻尼来消耗能量，防止摆振。柱塞式较简单轻巧，但减摆能力较小，多用
在小型高速飞机上。旋板式较大、较重，但减摆能力强，常装在高速、大型飞机上。
有时为提高地面转弯的灵活性而采用可操纵前轮，特别是在一些大型飞机上，为
此要增设前轮转弯操纵机构。此外，一般说双轮或多轮式起落架，由于整个轮胎系统
的刚度较大，当机轮偏转摆振时地面给予的摩擦力 5将构成阻滞摆振的力矩，其 "
较高。
三、前轮纠偏装置（中立机构）
由于前轮须在地面滑行时能左右偏转，故它不能定位锁死，因而在离地收藏或着
陆放下时很可能偏离中立位置，以致妨碍正常的收起或着陆。为此必须加装中立机
构，以保证前轮离地时轮。子正对前方不偏斜。常见的纠偏装置有三种形式。
36凸轮式内纠偏装置
它由装在减震器内部的上、下凸轮组成。下凸轮固定在减震支柱外筒内的底部，
它不能左右转动和移动，上凸轮则固定在活塞内筒上。当前轮离地时减震器全部伸
展，上凸轮楔入下凸轮内，相互吻合，保持了前轮的中立位置。着陆后内筒向上运动，
使工凸轮脱开下凸轮的限制，因而不妨碍前轮在地面偏向转弯。这种形式简单可靠，
故得到广泛采用。只是减震支柱内部的构造稍复杂些。另外因凸轮占据了部分长
度，减震支柱也可能会较长一些。
,6滚棒凸轮式纠偏装置
它由连接在旋转臂上的滚棒和固定不动的凸轮等组成。当前轮离地（减震器全
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伸展）时弹簧张开，拉滚棒落在凸轮的最低凹槽处，使机轮处于中立位置。飞机着陆后在地面转弯时，由于前轮偏转的力量较大，能克服弹簧力而使滚棒在槽面上滚，以保证前轮的偏转。
"楔杆式外纠偏装置
它由楔锥、连杆和楔槽等组成。起落架收起时，由于带楔锥的连杆与起落架的转轴不同心而产生相对运动，使楔锥逐渐靠近并插入楔槽（它由旋转臂上相互有一定间距的两个斜面构成），与其中的一个斜面靠上后，逐渐将旋转臂连同轮叉和前轮一起旋转，纠正到中立位置。起落架在放下位置时，楔锥完全退出楔槽，因而不影响前轮偏向转弯。这种装置不够完善，因为有可能在放下着陆前遇侧向力而使前轮偏转，不能完全保证着陆时的中立位置。
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