刘沛清教授专栏：飞机起落架

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飞机起落架

北京航空航天大学刘沛清教授

另一个模仿鸟的重要部件是起落架，该部件是飞机在起飞着陆时使用的。上面提到鸟在翱翔时腿会收起来，说明鸟已意识到在快速翱翔时，两条腿如果不收起所产生的气动阻力会很大，根本飞不快。这就提醒人们，人造飞机的起落架在飞机升空后也要收起。早期的飞机速度比较小，为了简单起落架常常不收，所以会看到早期飞机的起落架是不收的。现代的飞机起落架都是可收放的。对于A380客机，飞机双层客舱，三级座舱（头等～商务～经济舱）配置能够载客555座，起飞最大重量560吨，翼展79.8米，机身长度73米，机翼面积845平方米，巡航速度每小时902千米。虽然鸟无法跟这架飞机比美，但细心人们会发现，这架飞机在起飞、着陆、巡航的时候，其各种姿态均模仿了像信天翁一样的大鸟，包括在不同状态下机翼面积和形状的变化、起落架的收放等。

空客A380起落架放下

A380起落架放下

A380起落架（机身单支柱6轮车和机翼单支柱4轮车）

人们观察发现，信天翁在起飞时，羽翼尽可能展开，要在宽敞的地面奔跑一段距离，当它助跑速度达到一定值时，就可以离地起飞。现在的固定翼飞机都是采用这种助跑式起飞方式。为了安全，飞机起飞前需要在固定的跑道上滑跑，当滑跑速度到达一定值时，驾驶员开始拉杆飞机即可起飞。信天翁起飞后，为了加快速度，首先把两条腿收起，两条腿紧贴着身体，并用羽毛覆盖，保持身体光顺，然后就可以振翅高飞，在空中可看到其优哉游哉，不需要花太多的动力。同样，飞机离地后，首先将起陆架收起，如果不收起落架的话，这架飞机的阻力很大，根本飞不快，另外气流噪音也很大，坐在飞机客舱内，根本安静不下来。由于飞机的起落架主要承受飞机着落时的冲击载荷和重力，因此要求具有良好的抗冲击性能，一般支柱用钢材做的（目前应用比较广泛的起落架用材为低合金超高强度钢，如美国的300M、法国的35NCD16、俄罗斯的30ХГСН2А等，其显著特点是具有超乎一般的高强度。材料强度高可以使起落架重量轻，减重一直是起落架设计所追求的重要指标。与此同时，材料要具有优良的综合性能，以保证起落架工作的可靠性。随着材料技术和制造技术的发展，强度级别1900～2100MPa的300M钢及其抗疲劳制造技术已成为美国飞机起落架的主导应用技术）。

信天翁巡航外形（起落架收起）