网友提问:
飞机轮胎不大,为什么能承受机身那么大重量?
优质回答:
飞机轮胎不大,为什么能承受机身那么大重量?我也想过这个问题,相比于飞机庞大的机身,飞机轮胎显得特别小,每次坐飞机我都在想,飞机降落的时候这么小的轮胎能够承受住吗?但好在每次都有惊无险。
其实飞机轮胎看起来小,其实大有玄机。首先就是飞机轮胎之所以设计的比较小,是因为轮胎对飞机来说是固定载重,越轻越能节省油耗,但是飞机轮胎又要要承受上百吨的飞机几百公里的速度着陆的力量,每平方厘米的轮胎胶面就要承受近千牛顿的压力,没有两把刷子是不行的。
无内胎,充氮气
一般我们的汽车轮胎速度级别都为T、H、U、V,比如这款邓禄普轮胎,速度级别就是T,即190km/h,但是你知道飞机轮胎的速度级别是多少吗?A320的轮胎能够承受最大375km/h的速度,这对轮胎的构造和材质提出了更高的要求。
小飞机的轮胎是有内胎的,但是大飞机的轮胎一般都没有内胎,而且充填的都是氮气。氮气是具有一定惰性气体,受热稳定性好、热膨胀系数低,这保证了飞机轮胎能够承受更大的压力。飞机轮胎的胎压前轮一般为160~180psi,主轮胎压一般为190~230psi(约15.8bar)远远高于汽车轮胎的胎压。
轮毂胎面特殊加固,强度极高
不同于普通的汽车轮胎,飞机轮胎所用的橡胶和胶面都是不一样的,首先橡胶采用的是耐磨耐高温的特种橡胶,它和钢丝胶合的材料作为胎面的材料,厚度大约为2厘米,除此之外飞机轮胎增加了两层特殊的补强帘布层,强度更上一层楼。再加上高温氟塑料制成
的短气门嘴,基本不会出现泄漏的情况。
此外,飞机轮胎的轮毂也与汽车轮毂不同,采用的是超高强度的镁锌合金,造价十分昂贵。一架中型飞机的轮胎,单胎的价格将近20万人民币。
正因为于此,飞机轮胎的单胎载荷可以达到15000公斤,大约是汽车轮胎的17-18倍。
全套减震系统保驾护航
像一般的中型客机的一个起落架一般有6个轮子,但是飞机的着落主要冲击动能是由起落架的减震系统吸收的。其中起主要作用的是油液空气减震器,汽车降落的压力都由油液系统,实现较为平稳的降落。
总而言之,飞机轮胎看起来小,却能够承受近百吨的飞机重量以及降落的冲击,是因为起落架的减震系统、轮毂的设计、轮胎的结构、材料等等因素共同实现的,这就是飞机轮胎的奥秘。
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我们以空客A380为例,A380前起落架2个轮胎、左右主起落架各4个轮胎,再加上机腹辅助起落架左右各6个轮胎,总共有(2+4×2+6×2)=22个轮子。
别看A380有那么多轮胎,但你要知道A380的最大起飞重量可以达到560吨,也就是说平均每个轮胎承受的压力最大也有25吨之多!
飞机轮胎设计难点在于它既要承受整架飞机的重量,但轮子又不能过多,轮胎过多的话,会增加轮子对地面的摩擦力,而且增加了飞机的自重。并且还要考虑到起落架舱的容量,轮胎还不能设计得太大。而且飞机轮胎还要能够经受起降时的高速摩擦产生的高温,因此飞机轮胎肯定要比普通的汽车轮胎要结实得多。
有些人可能会认为为了保证高强度飞机轮胎是实心的,其实不然,飞机轮胎其实和汽车轮胎也是充气的。为了达到高强度,飞机轮胎有着多层结构复合而成,如下图。
胎面的胶面由耐磨耐高温的特种材料胶合钢丝而成,大约20毫米厚。缓冲层是尼龙布加强的附加层,位于胎面花纹槽底部与加强帘布层上部之间,用来保护轮胎各层和加强胎面区域。在飞机轮胎胎面橡胶内部加入了两层特殊的帘巾,又称“补强帘布层”。帘布层由橡胶和纤维连线组成,缠绕在胎唇钢圈上,用来提高轮胎的强度,铺设的层数与轮胎的强度有关。胎缘包括钢丝圈和胎缘涂胶包边布。钢丝圈是轮胎的骨架,有高的抗拉强度和刚度,通过它把载荷传递给轮毂。胎缘涂胶包边布形成胎口断面形状,防磨并与轮毂的轮缘紧密贴合,防止无内胎轮胎漏气。另外轮毂采用高强度的镁锌合金制作,并用密封圈对轮毂和活动轮缘接合部位、气门嘴与轮毂间进行密封,可以保证轮胎内高达数个大气压值的气体不渗漏。
不过就算拥有极高的强度,在某些特殊情况下飞机轮胎还是有可能会爆裂的,比如超重降落,再比如轮胎被ABS系统抱死等。但对于大型商业客机拥有超过10个轮胎,即便某个轮胎破裂,其他轮胎也可以为飞机的降落提供足够稳定性,而且飞机轮胎会定期维护,安全标准还是很高的,坐飞机的童鞋大可不必担心。
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其实我们都惯性思维感觉飞机很重,其实不然,飞机和一辆满载的重卡差不多重量,而且航空轮胎制作要求和原材的要求又很高,个头大,所以能负载住飞机就不奇怪了。
航空材料的特性决定质量飞机质量轻
高的比强度(σb/ρ)和高的比刚度(E/ρ)是航空结构材料的重要特点。减轻结构重量既可增加飞机、直升机的运载能力,提高机动性,加大航程,又可减少燃油消耗。
航空轮胎严格的要求
1.用于制造航空轮胎的橡胶材料必须确保在-40℃以下和71℃以上的苛刻条件下,经24h后性能符合规定指标。
2.具有高抗冲击强度和很低生热性,
3.轮胎的爆破压力高于额定内压4倍以上。
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因为它有一肚子气
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飞机降落时轮胎与地面的压力不是我们想像的那么大!不是一块铁疙瘩从高空掉下来的质量!飞机降落时有一个仰角!(4°)也就是后轮先着地!并且以每小时300多公里的速度缓缓下降的!根据伯努历原理!此时的轮胎与地面的压力并不比飞机静态下轮胎与地面的压力大多少的!私熟几年!勿喷!