Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
шасі безпеки зльоту і посадки
Олександр Геннадійович Соколовський, Олександр Миколайович Бондаренко

Остання редакція: 2019-05-19

Анотація


Існуючий алгоритмічний захист від несанкціонованого дотику хвостової частини фюзеляжу літального апарата із злітно-посадковою смугою має високу, але не стовідсоткову ефективність. Особливо недостатня ефективність виявляється в умовах посадки літального апарата. Ця обставина загрожує безпеці авіапасажирів, які перебувають в специфічних умовах приземлення.


Основною причиною несанкціонованої взаємодії літального апарата із злітно-посадковою смугою (ЗПС) є людський фактор, зокрема з боку командира літального апарата. Миттєва зупинка серця командира літального апарата може викликати збій в процесі зльоту-посадки з непередбачуваними наслідками для життя авіапасажирів. Пам'ять командира літального апарата «повинна зберігати знання про положеннях по тангажу і величинах сили тяги» двигунів, - говорить «золоте правило» безпечної посадки літального апарата на злітно-посадковій смузі.


Сутність запропонованого механічного захисту зводиться до встановлення у хвостовій частині фюзеляжу літального апарата четвертого шасі. Шасі не володіє статусом «додатковості», а розглядається як основний фактор в конструкції майбутнього літального апарату (ЛА), який можна позначити як демпфуюче шасі безпеки (ДШБ). Демпфер ДШБ зльоту-посадки літального апарата призначене для зменшення ударного навантаження на корпус фюзеляжу у момент посадки літального апарата на злітно-посадкову смугу. Кардинальною особливістю ДШБ є його вертикальний розмір, який захищає хвостову частину фюзеляжу літального апарата від механічного контакту із злітно-посадковою смугою.


Необхідно особливо прокоментувати одну особливість ДШБ – короткочасність її роботи під час зльоту і посадки літального апарата. На зльоті короткочасність визначається короткостроковістю моменту відриву літального апарата від поверхні злітно-посадкової смуги. Її ймовірна тривалість буде вимірюватися долями секунди. При посадці ж вона визначається тривалістю зменшення тангажу літального апарата від 5 до 3 і 2 градусів. Тут тривалість роботи шасі буде, очевидно, вимірюватися вже кількома секундами. Така мізерність роботи ДШБ підкреслює його принципову активність при зльоті літального апарата, і особливо при його посадці. Ця активність ДШБ протидіє механічному контакту літального апарата з поверхнею ЗПС.


Технологія посадки ЛА істотно зміниться зважаючи на наявність у ДШБ датчика зближення з поверхнею ЗПС. Точно такі ж датчики встановлюються на двох основних шасі. За свідченнями цих датчиків формується інформаційний «трикутник посадки», який повинен контролювати дотримання командиром літального апарата 5-градусний тангаж ЛА. Бортовий комп'ютер ЛА, обробляючи інформацію щодо зближення з поверхнею ЗПС, повинен мати можливість керувати процесом зближення інформаційного «посадкового трикутника» із ЗПС, що рухається назустріч, до моменту доторкання ЛА із посадковою смугою усіма трьома шасі ЛА (ДШБ і два основних шасі). Розвиток цієї ідеї призведе до реалізації безпілотної посадки ЛА на ЗПС. Тут відкривається значна перспектива для розвитку безпілотного повітряного сполучення цивільної авіації.


Конструкція ДШБ передбачає поділ стійки шасі на дві частини і розташування між ними демпфуючого механізму. Особливу складність для конструкторської розробки є «механізм засувок», тобто такого пристрою, який би забезпечував, з одного боку, необхідну жорсткість ДШБ (при зльоті ЛА), а з іншого – рухливість розділених частин (при посадці ЛА). Як припущення можна виконати наступну конструкцію механізму засувок. У нижній, розділеної, частини ДШБ розташовується пристрій кінців засувок, які жорстко з'єднуються з сердечниками електромагнітних котушок. Самі електромагнітні котушки розташовуються також в нижній частині ДШБ. При подачі електричного імпульсу на електромагнітні котушки їх сердечники втягуються всередину котушок, і кінці засувок притягуються. При відсутності електричного імпульсу сердечники під дією пружин виходять з котушок і призводять кінці засувок у початковий стан. У верхній частині ДШБ є спеціальні вертикальні прорізи, за якими вільно ковзають кінці засувок. Ці прорізи у верхній частині мають вікна, в які потрапляють кінці засувок. При попаданні кінців засувок у ці вікна відбувається жорстке зчеплення нижньої частини з верхньою частиною ДШБ.

Психологічна установка, сформована у конкретного авіапасажира до моменту зльоту ЛА, полягає в наявності переконання в тому, що наявність ДШБ у літального апарата зі 100%-ю надійністю збереже йому життя, тобто виключить саму можливість несанкціонованого механічного контакту ЛА з ЗПС.


Ключові слова


безпека зльоту-посадки; шасі літального апарата; демпфер; фюзеляж; датчик зближення; безпілотна посадка; п'єдестал

Посилання


1. Динамика полета самолета Ту-204-120 (Ту-204-120С) Часть 2. Особенности устойчивости и управляемости: учебное пособие. / В.П. Бехтир, М.Г. Ефимова, Ю.Н. Стариков, В.Г. Ципенко, МГТУГА, 2008

 

2. Самолет с двигателями на хвостовой части фюзеляжа. / Ильюшин С.И., Лищинер Д.В., Шейнин В.М., Долгушев Г.Е., 1972

 

3. Рекомендации центровки и загрузки. Руководство по летной эксплуатации. / ЗАО «ГСС», 2010.