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飞机起降轮胎风动旋转系统PRJTS系统杜

范文

周云天

摘 ?要：飞机在降落时因飞行速度很高与地面接触瞬间会产生剧烈摩擦，造成轮胎的磨损。本项设计是基于最大程度减少或者消除飞机降落时，轮胎与地面因巨大的速度差产生的轮胎磨损，利用风力动力使飞机起落架的轮胎旋转，使轮胎的旋转速率与地面速度保持大体一致，促使轮胎接触地面时使两者之间的速度差达到最小程度。从而减小对轮胎的损伤。

关键词：速度差;剧烈摩擦;风力动力

中图分类号：TQ336.1 ? ? ? 文献标志码：A ? ? ? ?文章编号：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 简述

飞机在着陆时具有极高的速度，极大的质量，从而有极大的动能，在触地瞬间会在摩擦力作用下生成大量热量。在上述两种热量共同作用下，轮胎温度急剧升高，对材料性能有非常大的影响[1]。同时可能因为严重磨损和摩擦产生的高温导致飞机轮胎爆胎的风险，严重影响飞机降落安全。另外最重要的是，快速磨损轮胎会增加航空公司的运营成本，同时产生的烟尘还会加剧大气和环境污染。

本项设计是基于最大程度减少或者消除飞机降落时，轮胎与地面因巨大的速度差产生的轮胎磨损，利用风力动力使飞机起落架的轮胎旋转，使轮胎的旋转速率与地面速度保持大体一致，促使轮胎接触地面时使两者之间的速度差达到最小程度。飞机轮胎风动旋转系统（PRJTS，Pneumatic Rotating Jet′s Tires System）不仅适合民用航空领域，也适合军用航空器及航天领域。本项实用新型设计不属于现有技术，具有实质性特点和显著的技术进步，并且能够产生积极的效果，完全具备新颖性、创造性和实用性的要求。

2 设计的思路与关键节点

飞机处于降落阶段时，飞机需要增大阻力而减速，通过空气动力学的减速装置使飞机速度降低到降落滑行的速度要求。本项实用新型设计在不改变轮胎橡胶部分的情况下，仅对轮胎的轮毂条幅进行优化设计，加装凹面碗型叶轮（类似风力测速器的半球状转轮）与轮毂条幅整合，凹面碗型葉轮是使一侧增加迎风面积和阻力，而背侧为圆滑凸面以减小迎风面积和阻力，这样就可以通过强劲气流带动飞机轮胎向飞行方向转动。当打开减速装置和起落架后，凹面碗型叶轮会向轮胎外缘移动，强劲的气流或者通过减速板汇集急速气流的管道导引，以一定的角度吹向轮胎轮毂条幅，在两种气流的作用下会使轮胎快速旋转。

（1）对轮胎的轮毂条幅进行优化设计，加装凹面碗型叶轮与轮毂条幅整合，通过电控装置控制凹面碗型叶轮向轮胎外缘移动的幅度，调整受风面积，以提供符合飞机降落时设计要求的轮胎转速;对飞机轮胎加装轮速传感器，监控飞机轮胎的转动速率;对大型飞机进行优化设计阻风板气流导管，气流导管通过合理的角度导引急速气流与飞机的迎风气流共同作用于凹面碗型叶轮，带动大型飞机轮胎组旋转。

（2）为了使飞机轮胎达到设计要求的降落转速，通过电控装置可以对轮毂整合的凹面碗型叶轮移动幅度进行调控，根据降落时的速度和轮速传感器数据调节凹面碗型叶轮的受风面积;为了达到降落时的轮胎转动速度，可以在导风管道设置自动调节风量的阀门，通过机载电脑调控轮胎的转动速度。飞机降落打开起落架时，延迟触发凹面碗型叶轮向轮胎外缘移动，大型飞机可通过气流管道将急速气流导向轮胎轮毂，以增加轮胎的旋转速度，达到降落时轮胎组转动速率的设计要求。

（3）为了使轮胎的转动速率与地表速度相匹配，机载电脑对飞机轮胎上设置轮速传感器、凹面碗型叶轮移动幅度、导风管道开合与轮胎转动速率进行自动调节。

3 可行性与未来展望

风动旋转飞机轮胎（PRJT）设计的结构简单，因此具有很高的可靠性和实用性，这一设计既不增加飞机重量，又可以大幅度减少轮胎的磨损，从而降低一部分飞行的成本，降低因为轮胎因素产生的意外事故，抑制飞机因降落产生的烟尘加剧大气和环境污染，应该具有一定的实用价值和应用前景。

参考文献：

[1]何燕，刘丽，马连湘，等.温度及频率对轮胎橡胶材料生热率的影响[J].轮胎工业，2006（6）：323-328.

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