
据外媒报道,前不久,俄罗斯亚马尔半岛航空公司(Yamal Airline)一架载着148名乘客和7名机组人员的波音737客机,在起飞时右侧主轮掉落,之后飞机在少了一个轮子的情况下,安全降落,全机人员平安。一时间,网友们再一次感慨俄罗斯机长的英勇与高超的驾驶技术。差不多在同一时期,有消息称国内某航空公司疑似起落架故障,两次复飞后平安降落。作为飞机起飞和降落必不可少的一个部件,起落架的背后究竟有什么学问?
许多人应该对十多年前由邵兵和徐帆主演的电影《紧急迫降》一片还有印象,这部影片讲述的故事原型就是中国东方航空586号班机发生在1998年的起落架故障事故。这次事件被认为是中国首宗民航飞机迫降事件,并且没有造成人员伤亡。

1998年9月10日19时38分,东航一架编号B-2173的麦道MD-11型客机搭载了137名乘客及机组成员,执行MU586号班机,从上海虹桥国际机场起飞前往北京首都国际机场,然后再飞往洛杉矶国际机场。
飞机起飞后,机长发觉前起落架指示灯未能由红色转为熄掉,表示不能收回,于是机长通知虹桥国际机场塔台,塔台同意飞机返航。随后,机长按照流程将起落架放下并尝试再次收回,却发现前起落架也无法完全降下,于是机组人员欲在空中将前起落架降下。他们首先将飞机降落到一定高度再爬升,之后再以小半径侧滑,但未能将前起落架降下来。其后,机长指示一名机务查看起落架的状况,该名机务缠上绳子后冒险从前起落架舱门口探出身体,并用斧头敲打起落架出现故障的地方,但未见松动,结果就唯有迫降。
下午10时10分,机场及飞机均开始进行迫降前的准备,机上的空服员呼吁乘客尽量移往机尾后方,飞机则在跑道上空盘旋以消耗燃油,机场跑道亦喷上防火泡沫,减低起火的概率。23时07分,飞机在前端喷上防火泡沫的跑道上降落,机长首先让后起落架先触地,之后机头在跑道上摩擦,并且跟地面拖出一条火花,当滑行至380米后,飞机终于停下了。
飞机停下之后,乘客纷纷离开飞机,消防员就向飞机射水以防止起火,并协助乘客离开现场,有9人在离开飞机时因为逃生滑梯漏气而跌伤。
经过一个多月的调查,有关当局表示故障是由于起落架的销子质量不佳而断裂,导致起落架控制失效。
对于飞机的飞行而言,起飞和着陆是飞行过程中两个危险系数比较大的环节。在这两个环节中,能够支撑飞机在跑道上高速滑跑,并承载飞机落地瞬间带来的巨大载荷的部件就是起落架。
早期因为飞机飞行速度较低,其起落架是固定的,在飞行期间不需要收回。然而,随着飞机飞行速度的不断提高,飞行的阻力也急剧增加,这时,暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能,并阻碍了飞行速度的进一步提高。因此,人们便设计出了可收放的起落架。不过,不需要收放的起落架依然存在,比如一些小型的公务机或者直升机。其弊端在于飞机的经济性较差、飞行速度不能太快,另外,可能噪声也比较大。
当前飞机的起落架按照结构形式可分为三类:后三点式、前三点式和自行车式。这三种形式的起落架适用于不同用途的飞机,目前我们乘坐的民航客机都采用前三点式的配置方式。这不仅是一种简单的功能选择,也是多年来飞行经验的总结和飞行技术发展的结果。

中国商飞上海飞机设计研究院结构部起落架室主任张璞告诉记者,前三点式起落架类似三轮车,是指两个支点(主轮)对称安置在飞机重心后面,第三个支点(前轮)位于机身前部。采用前三点式起落架的飞机,稳定性较好,着陆时容易操纵,滑行的时候不容易出现偏转和倒立现象。此外,这种飞机在地面运行时,机身与地面接近平行状态,飞行员的视线较好。对喷气式飞机来说,前三点式起落架还能使发动机轴线基本与地面平行,避免发动机喷出的燃气损坏跑道。

当然,前三点式起落架也存在一些缺点,比如前起落架承受的载荷较大,前轮在滑行时容易摆振等。但总的来说,前三点式起落架比较适用于速度较快的飞机。因此,从20世纪40年代初开始,它得到了迅速的推广,目前已成为起落架在飞机上配置的主要形式。
飞机在着陆接地时,要与地面剧烈碰撞;在滑行中,由于地面不平,也会与地面相撞。而这一切直接与地面接触的部件就是起落架。为了减小飞机在着陆接地和地面运动时所受的撞击力,并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动,飞机必须设置减震装置。飞机减震装置由轮胎和减震器两个部分组成,其中,轮胎(尤其是低压轮胎)大约可吸收着陆撞击动能的30%,而其余的能量必须由减震器吸收并消散掉。
起落架减震装置减小撞击力的道理简单地说就是:飞机在着陆接地时,轮胎和减震器像弹簧那样产生压缩变形,延长撞击时间,从而减小撞击力。
然而,减震装置不但要减小着陆时的撞击力,还要将撞击动能耗散掉,减小撞击之后的颠簸跳动,否则飞机落地就变成了一块石头砸向地面的样子,还要在地上“跳”几下才停住。所以,要想实现一次平稳的起落,起落架其实要经过一个相当复杂的能量转换过程。
此外,起落架在飞机每次起落中都承担着飞机的全部重量以及冲击载荷,而为了能在飞行中收回机舱内,它又不能占据太大空间。这个类似“腿”一样的部件可以说是整架飞机中强度最大的部分了。

图|网络
编辑|赵翎雅
责任编辑|李琰
出品|中国商飞新闻中心
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