周云天

摘 ?要：飛機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。本項設(shè)計是基于最大程度減少或者消除飛機降落時，輪胎與地面因巨大的速度差產(chǎn)生的輪胎磨損，利用風力動力使飛機起落架的輪胎旋轉(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;風力動力

中圖分類號：TQ336.1 ? ? ? 文獻標志碼：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]。同時可能因為嚴重磨損和摩擦產(chǎn)生的高溫導致飛機輪胎爆胎的風險，嚴重影響飛機降落安全。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。

本項設(shè)計是基于最大程度減少或者消除飛機降落時，輪胎與地面因巨大的速度差產(chǎn)生的輪胎磨損，利用風力動力使飛機起落架的輪胎旋轉(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到最小程度。飛機輪胎風動旋轉(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。本項實用新型設(shè)計不屬于現(xiàn)有技術(shù)，具有實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步，并且能夠產(chǎn)生積極的效果，完全具備新穎性、創(chuàng)造性和實用性的要求。

2 設(shè)計的思路與關(guān)鍵節(jié)點

飛機處于降落階段時，飛機需要增大阻力而減速，通過空氣動力學的減速裝置使飛機速度降低到降落滑行的速度要求。本項實用新型設(shè)計在不改變輪胎橡膠部分的情況下，僅對輪胎的輪轂條幅進行優(yōu)化設(shè)計，加裝凹面碗型葉輪（類似風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)增加迎風面積和阻力，而背側(cè)為圓滑凸面以減小迎風面積和阻力，這樣就可以通過強勁氣流帶動飛機輪胎向飛行方向轉(zhuǎn)動。當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，強勁的氣流或者通過減速板匯集急速氣流的管道導引，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行優(yōu)化設(shè)計，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)整受風面積，以提供符合飛機降落時設(shè)計要求的輪胎轉(zhuǎn)速;對飛機輪胎加裝輪速傳感器，監(jiān)控飛機輪胎的轉(zhuǎn)動速率;對大型飛機進行優(yōu)化設(shè)計阻風板氣流導管，氣流導管通過合理的角度導引急速氣流與飛機的迎風氣流共同作用于凹面碗型葉輪，帶動大型飛機輪胎組旋轉(zhuǎn)。

（2）為了使飛機輪胎達到設(shè)計要求的降落轉(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面積;為了達到降落時的輪胎轉(zhuǎn)動速度，可以在導風管道設(shè)置自動調(diào)節(jié)風量的閥門，通過機載電腦調(diào)控輪胎的轉(zhuǎn)動速度。飛機降落打開起落架時，延遲觸發(fā)凹面碗型葉輪向輪胎外緣移動，大型飛機可通過氣流管道將急速氣流導向輪胎輪轂，以增加輪胎的旋轉(zhuǎn)速度，達到降落時輪胎組轉(zhuǎn)動速率的設(shè)計要求。

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

3 可行性與未來展望

風動旋轉(zhuǎn)飛機輪胎（PRJT）設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單，因此具有很高的可靠性和實用性，這一設(shè)計既不增加飛機重量，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，降低因為輪胎因素產(chǎn)生的意外事故，抑制飛機因降落產(chǎn)生的煙塵加劇大氣和環(huán)境污染，應該具有一定的實用價值和應用前景。

參考文獻：

[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.