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輕松承受幾百噸重量，什么結構和材料讓起落架能夠如此“剛”

文章來源：賢集網更新時間：2023-08-14 16:04:51

飛機主起落架作為飛機的關鍵組成部分，在現代航空工程中扮演著不可或缺的角色。它不僅僅是飛機地面運行的支撐裝置，更是保障飛機起降過程中安全可靠的重要設備。

一架飛機的重量輕則一百噸，重則二三百噸，然而我們看到飛機滑行的時候僅僅靠幾個細細的起落架支撐的飛機。作為飛機起飛和降落關鍵時段的關鍵部件，飛機起落架是起飛和降落時受力的關鍵部件，起落架一旦有閃失，可能整個機身都會毀滅，可以說飛機起落架就是乘客生命的支點。那么看起來弱不禁風的幾個起落架是如何支撐起上百噸飛機的呢？

今天我將帶大家了解飛機起落架是如何承受幾百噸重機身的。

飛機起落架用的是什么材料

想要承受上百噸的重量，起落架的材料必然需要有超高的強度，普通的鋼材則難以勝任。目前全球使用比較廣泛的是低合金超高強度鋼，這其中有美國的300M、俄羅斯的30xrCH2A、法國的35NCDI6等，我國從2009年開始對300M超高強度鋼進行了研制攻關，前后經過幾十次工業化生產試制，2016年成功通過了供應商認證，正式供貨用于C919起落架的制造。這些超高強度鋼的抗拉強度普遍在1800Mpa以上，是常用45號鋼抗拉強度的3倍。比如300M的抗拉強度為1960到2100Mpa,35NCDl6抗拉強度超過1850Mpa，30xrCH2A抗拉強度為1800-2000Mpa。目前300M是當今性能最好、應用最廣泛的起落架用鋼。

采用輕質材料制造主起落架可以有效減輕飛機的重量，使飛機更具有經濟性和環保性。

碳纖維復合材料是一種輕質高強度材料，其密度相對較低，而強度卻很高，因此被廣泛應用于飛機主起落架的制造中。

鈦合金也是一種優質的輕質材料，其密度僅為鋼的一半，但卻具備出色的強度和耐腐蝕性能，是主起落架材料的理想選擇。

飛機主起落架在飛行過程中常常暴露在惡劣的外部環境中，如高濕度、大氣鹽霧等，其耐腐蝕性能也是至關重要的考慮因素。

高強度合金鋼、碳纖維復合材料和鈦合金都具備較好的耐腐蝕性，可以在一定程度上減少腐蝕和損傷，延長起落架的使用壽命，降低維護成本。

飛機主起落架的材質材料選擇是一項復雜而關鍵的任務。高強度、輕量化和耐腐蝕性是主起落架材料的主要特點，它們共同確保了飛機在地面行駛和起降過程中的安全性和可靠性。

隨著航空科技的不斷進步，新的材料可能會被開發出來，為飛機主起落架的設計帶來更多可能性和發展空間。

無論是傳統的高強度合金鋼還是先進的碳纖維復合材料和鈦合金，這些材料的不斷創新和優化將為航空工程帶來更加燦爛的未來。

巧妙地起落架結構

飛機起落架系統是飛機的重要組成部分，它直接關系到飛機的起降和地面操作。隨著航空技術的不斷發展，飛機起落架系統也在不斷創新和優化。

主起落架是飛機上的主要支撐結構，支持飛機的重量。主起落架通常安裝在飛機的機身下部，分為前主起落架和后主起落架。主起落架通常具有多個輪子，以分散飛機的重量。

前輪通常位于飛機的前部，用于在地面操作時轉向和導航。前輪的轉向能力可以幫助飛機在地面上轉彎和調整方向。

緩沖裝置是起落架系統的重要部分，用于吸收起降過程中的沖擊和振動。它可以減輕起落沖擊對飛機結構的影響，保護飛機和乘客的安全。

根據不同的飛機類型和用途，起落架系統可以分為多種類型，如固定起落架、收放式起落架、液壓伸縮起落架等。每種類型都有其特點和適用場景。

飛機起落架系統在飛行過程中起著關鍵的作用。在起飛前，飛機起落架處于放下狀態。當飛機加速到一定速度時，起落架系統會自動收起，以減小飛行阻力，提高飛機的爬升性能。

在飛行中，起落架系統保持收起狀態，以確保飛機在空中飛行時具有最小的阻力。這有助于提高飛機的巡航速度和燃油效率。

在降落前，飛機起落架系統會被展開，以為飛機提供支撐。飛機降落時，起落架系統會吸收降落沖擊，減輕對飛機結構和乘客的影響。

在地面操作中，飛機起落架系統的前輪可以轉向，幫助飛機在地面上進行導航和停車。當飛機停穩后，起落架系統展開以支撐飛機的重量。

起落架的作用如此重要，其價格當然也不菲，一套空客A340的飛機起落架價格高達5000萬元，還不包括輪胎和剎車。當然這其中也包含著眾多工程師的努力和知識積累。

起落架的特點

高強度是飛機主起落架的顯著特點之一，由于飛機在起降過程中承受巨大的重量和沖擊力，主起落架必須具備足夠的強度來支撐飛機并保證其在地面平穩行駛。

高強度材料如高強度合金鋼、碳纖維復合材料和鈦合金等被廣泛應用于主起落架的制造，使其能夠在惡劣條件下長時間工作而不失效。

輕量化是現代飛機設計的重要趨勢，也是飛機主起落架的特點之一。采用輕質材料可以有效降低整個飛機的重量，從而減少燃油消耗和環境影響，并提高飛機的運載能力和航程。

輕量化主起落架不僅減輕了飛機結構的負擔，還有助于提高飛行性能和降低運營成本。

耐腐蝕性也是飛機主起落架的一個顯著特點。由于飛機在航行中經常面臨惡劣的氣候條件，如高濕度、風雨等，主起落架的材料必須具備優異的耐腐蝕性。選擇耐腐蝕材料和合理的防護措施可以延長主起落架的使用壽命，并減少維護保養的頻率和成本。

它必須能夠在復雜多變的環境中穩定運行，同時在緊急情況下能夠快速而安全地收放。可靠的起落架設計和優質的材料保證了飛機在各種操作情況下都能保持穩定和安全。

這些特點保證了飛機在地面行駛和起降過程中的高性能和安全性能，也是現代飛機設計中不可或缺的重要因素。隨著材料科學和飛機技術的不斷進步，飛機主起落架的特點將進一步完善和提升，為未來航空事業的發展做出更大的貢獻。

我國技術人員為起落架貼上“鉆石級”防護

這是一項創新技術，已在各機型關鍵零件上推廣應用并實現了綠色制造，更重要的是，該技術的出現，讓戰機起降更安全

說起這次技術創新，多虧這位“媒人”——田智，他是航空工業成飛系統件/附件裝配與試驗主任工藝師，帶領青年扎根科研，他說：“歷時6年，初心不改，就是要保證飛機起落架密封部件的功能能夠穩定發揮。”

這項創新技術，曾在航空工業青年創新創效大賽總決賽上，榮獲了航空工業金獎。

飛機起落架，是飛機起飛和著陸時的關鍵部件，其零件——運動密封件，在采用傳統電鍍鉻工藝時偶爾會出現滲油及竄氣現象，可能影響飛機起降的安全性及可靠性。

面對各項技術封鎖，成飛創新團隊逢山開路、遇水搭橋，發現DLC涂層技術，對提升飛行器性能具有舉足輕重的作用。

“再長的路，一步步也能走完。”田智說。從明確采用DLC涂層方案替代傳統電鍍鉻，到現有軍機起落架的裝機驗證，成飛團隊不斷改進創新，在2020 年成功制備出自主的DLC涂層。

DLC涂層本身含有鉆石成分，擁有“鉆石級”強大的性能，同時又有石墨結構，提供自潤滑性能。團隊通過不斷地研究及實驗，使涂層具有超高的硬度，達到常規電鍍技術硬度的5倍。同時利用其自潤滑特性對運動部件提供超長時間耐磨防護，實現“鉆石級防護”。

為提升涂層膜基結合力，團隊進而研究引入光整加工工藝，低成本實現零件基體的表面粗糙度大幅提升，最終形成了光整加工和DLC涂層組合技術方案。

DLC涂層技術的應用，能使起落架密封零件疲勞強度提升167%、鈦合金微動壽命提升400%、表面防護工藝工序減少了76%。同時，該技術能夠替代電鍍鉻、電鍍鎘等高毒高污染工藝，實現綠色制造。

目前，DLC技術已在各機型32項關鍵零件上實現推廣應用，未來將可推廣到更多機型。

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