周云天

摘 ?要：飛機(jī)在降落時因飛行速度很高與地面接觸瞬間會產(chǎn)生劇烈摩擦，造成輪胎的磨損。本項(xiàng)設(shè)計(jì)是基于最大程度減少或者消除飛機(jī)降落時，輪胎與地面因巨大的速度差產(chǎn)生的輪胎磨損，利用風(fēng)力動力使飛機(jī)起落架的輪胎旋轉(zhuǎn)，使輪胎的旋轉(zhuǎn)速率與地面速度保持大體一致，促使輪胎接觸地面時使兩者之間的速度差達(dá)到最小程度。從而減小對輪胎的損傷。

關(guān)鍵詞：速度差;劇烈摩擦;風(fēng)力動力

中圖分類號：TQ336.1 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）28-0076-02

Abstract： In the process of landing， the aircraft will have severe friction in the moment of contact with the ground due to its high flying speed， resulting in tire wear. On the basis of minimizing or eliminating the tire wear caused by the huge speed difference between the tire and the ground when the aircraft lands， this design uses the wind power to make the tire of the aircraft landing gear rotate， so that the rotation rate of the tire is roughly consistent with the speed of the ground， and the speed difference between the two is minimized when the tire touches the ground， so as to reduce the damage to the tire.

Keywords： speed difference; severe friction; wind power

1 簡述

飛機(jī)在著陸時具有極高的速度，極大的質(zhì)量，從而有極大的動能，在觸地瞬間會在摩擦力作用下生成大量熱量。在上述兩種熱量共同作用下，輪胎溫度急劇升高，對材料性能有非常大的影響[1]。同時可能因?yàn)閲?yán)重磨損和摩擦產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致飛機(jī)輪胎爆胎的風(fēng)險，嚴(yán)重影響飛機(jī)降落安全。另外最重要的是，快速磨損輪胎會增加航空公司的運(yùn)營成本，同時產(chǎn)生的煙塵還會加劇大氣和環(huán)境污染。

本項(xiàng)設(shè)計(jì)是基于最大程度減少或者消除飛機(jī)降落時，輪胎與地面因巨大的速度差產(chǎn)生的輪胎磨損，利用風(fēng)力動力使飛機(jī)起落架的輪胎旋轉(zhuǎn)，使輪胎的旋轉(zhuǎn)速率與地面速度保持大體一致，促使輪胎接觸地面時使兩者之間的速度差達(dá)到最小程度。飛機(jī)輪胎風(fēng)動旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（PRJTS，Pneumatic Rotating Jet′s Tires System）不僅適合民用航空領(lǐng)域，也適合軍用航空器及航天領(lǐng)域。本項(xiàng)實(shí)用新型設(shè)計(jì)不屬于現(xiàn)有技術(shù)，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步，并且能夠產(chǎn)生積極的效果，完全具備新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性的要求。

2 設(shè)計(jì)的思路與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

飛機(jī)處于降落階段時，飛機(jī)需要增大阻力而減速，通過空氣動力學(xué)的減速裝置使飛機(jī)速度降低到降落滑行的速度要求。本項(xiàng)實(shí)用新型設(shè)計(jì)在不改變輪胎橡膠部分的情況下，僅對輪胎的輪轂條幅進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加裝凹面碗型葉輪（類似風(fēng)力測速器的半球狀轉(zhuǎn)輪）與輪轂條幅整合，凹面碗型葉輪是使一側(cè)增加迎風(fēng)面積和阻力，而背側(cè)為圓滑凸面以減小迎風(fēng)面積和阻力，這樣就可以通過強(qiáng)勁氣流帶動飛機(jī)輪胎向飛行方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)打開減速裝置和起落架后，凹面碗型葉輪會向輪胎外緣移動，強(qiáng)勁的氣流或者通過減速板匯集急速氣流的管道導(dǎo)引，以一定的角度吹向輪胎輪轂條幅，在兩種氣流的作用下會使輪胎快速旋轉(zhuǎn)。

（1）對輪胎的輪轂條幅進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加裝凹面碗型葉輪與輪轂條幅整合，通過電控裝置控制凹面碗型葉輪向輪胎外緣移動的幅度，調(diào)整受風(fēng)面積，以提供符合飛機(jī)降落時設(shè)計(jì)要求的輪胎轉(zhuǎn)速;對飛機(jī)輪胎加裝輪速傳感器，監(jiān)控飛機(jī)輪胎的轉(zhuǎn)動速率;對大型飛機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)阻風(fēng)板氣流導(dǎo)管，氣流導(dǎo)管通過合理的角度導(dǎo)引急速氣流與飛機(jī)的迎風(fēng)氣流共同作用于凹面碗型葉輪，帶動大型飛機(jī)輪胎組旋轉(zhuǎn)。

（2）為了使飛機(jī)輪胎達(dá)到設(shè)計(jì)要求的降落轉(zhuǎn)速，通過電控裝置可以對輪轂整合的凹面碗型葉輪移動幅度進(jìn)行調(diào)控，根據(jù)降落時的速度和輪速傳感器數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)凹面碗型葉輪的受風(fēng)面積;為了達(dá)到降落時的輪胎轉(zhuǎn)動速度，可以在導(dǎo)風(fēng)管道設(shè)置自動調(diào)節(jié)風(fēng)量的閥門，通過機(jī)載電腦調(diào)控輪胎的轉(zhuǎn)動速度。飛機(jī)降落打開起落架時，延遲觸發(fā)凹面碗型葉輪向輪胎外緣移動，大型飛機(jī)可通過氣流管道將急速氣流導(dǎo)向輪胎輪轂，以增加輪胎的旋轉(zhuǎn)速度，達(dá)到降落時輪胎組轉(zhuǎn)動速率的設(shè)計(jì)要求。

（3）為了使輪胎的轉(zhuǎn)動速率與地表速度相匹配，機(jī)載電腦對飛機(jī)輪胎上設(shè)置輪速傳感器、凹面碗型葉輪移動幅度、導(dǎo)風(fēng)管道開合與輪胎轉(zhuǎn)動速率進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。

3 可行性與未來展望

風(fēng)動旋轉(zhuǎn)飛機(jī)輪胎（PRJT）設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單，因此具有很高的可靠性和實(shí)用性，這一設(shè)計(jì)既不增加飛機(jī)重量，又可以大幅度減少輪胎的磨損，從而降低一部分飛行的成本，降低因?yàn)檩喬ヒ蛩禺a(chǎn)生的意外事故，抑制飛機(jī)因降落產(chǎn)生的煙塵加劇大氣和環(huán)境污染，應(yīng)該具有一定的實(shí)用價值和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]何燕，劉麗，馬連湘，等.溫度及頻率對輪胎橡膠材料生熱率的影響[J].輪胎工業(yè)，2006（6）：323-328.