行业资讯丨油压气动减震支柱如何工作？

气动（油/气）减震支柱或油压支柱是减震器，可缓冲与飞机着陆和地面操纵（例如滑行）相关的力。油压撑杆是飞机起落架的关键要素，将飞机的车轮连接至机身，以提供将载荷力从地面传递至机身的主要路径。

通过将飞机动能的一部分转化为热量，油压支柱可吸收和消散与着陆有关的力。当飞机在着陆过程中与跑道表面接触时（包括衰减后坐力以减少弹跳），以及在滑行操作中沿地面行进时，它们可将机身及其乘员的加速度降到最低。

减震器类型

飞机上使用了多种类型的减震器。Oleo撑杆是一种流体弹簧减震器，充满了气体（通常是干燥的空气或氮气）和液压油。其他类型的流体弹簧减震器包括充油的液体弹簧和充气的气动减震器。

另一类减震器是使用固体弹簧的减震器，例如钢卷簧，钢板弹簧或由一叠橡胶盘组成的橡胶弹簧。

固态弹簧减震器比填充有气体或油等流体的减震器便宜，高度可靠并且需要较少的维护。但是，固态弹簧减震器效率低，

效率= A /（L x S）

其中A是支撑杆在其行程期间吸收的能量，L是支撑杆在行程期间的最大负载，S是由最大负载产生的最大行程。

在Mooney M20F Executive 21的两个主要起落架支腿之一中可以看到橡胶盘式减震器，Mooney M20F Executive 21是一个单引擎活塞飞机，可容纳飞行员和最多3位乘客。

随着飞机尺寸的扩大，必须吸收的冲击的强度会增加。与油-气减震支柱相比，具有足够的能力吸收较大飞机的震动的固态弹簧减震器的重量太大，这是因为固态弹簧减震器的效率较低。结果，固体弹簧减震器主要限于在较小的飞机上使用。

气动气动减震支柱是现代飞机上最常用的减震器。油压支柱不仅比任何其他类型的减震器具有更高的效率和阻尼重量比，而且还以更优化的方式耗散能量，在支柱的压缩和膨胀循环期间以受控的速率存储和释放能量提供相对恒定的冲击力。

在某些气液缓冲器中，油压支柱的工作原理也相同，它通过控制设备的减速和消散冲击力来吸收工业，铁路和电梯应用中的能量。该原理也与某些汽车和拖拉机的液压气动悬架系统中使用的原理相似。

油压撑杆如何工作

Oleo支撑杆使用两种流体（一种气体和一种液压流体）的组合来吸收和消除冲击载荷，这两种流体包含在两个腔体中（一个气缸和一个活塞）。下活塞-固定在轮轴上，下活塞在上缸中上下移动，上缸通过起落架固定在飞机结构上。

下腔充满液压流体，上缸体的剩余空间充满干燥的空气或氮气。两个腔室由孔板隔开，孔板允许液压流体在下腔室和上腔室之间流动。轴承保持活塞和气缸之间的对准和平滑运动，密封件防止液压油泄漏。

当飞机降落时，活塞向上进入气缸，迫使液压油通过孔进入上腔。上腔中的气体像弹簧一样，被液压流体压缩，以吸收滑行过程中的着陆以及颠簸的冲击。在反冲过程中，气体膨胀并迫使液压油返回下部腔室，从而在活塞向后滑出气缸时使支杆伸出。气体的压缩和流体通过孔的运动会产生热量，这些热量通过对流和传导通过支杆传递到机身和大气。

液压流体进入和离开上腔室的速度，以及因此发生气体压缩和膨胀的速度，由孔口的大小控制。因此，受孔口限制的液压流体可在减震和反冲过程中抑制活塞的运动。

设计变化

存在油撑杆的许多设计变型。一些油烟杆包含锥形的计量杆，该计量杆与活塞一起通过孔的中心移动以改变孔的尺寸。这样可以连续调节液压流体进入上腔室的速度，在触地时允许较高的流速，并在支杆到达其最大压缩点时逐渐降低流速。这优化了由于着陆载荷而在机身上产生的作用力的大小和持续时间，从而在尽可能长的持续时间内分散了作用力，并使作用力在该持续时间内保持相对恒定。

一些油压撑杆包含一些阀，这些阀在反冲过程中限制液压油的流量，以防止活塞快速运动而导致硬反弹。其他的阀门则在支撑杆遇到异常的加载力（例如在崎fields的田野上颠簸）时打开。压力变化会导致阀门打开并传递多余的流体，以减小对机身的最大作用力。

其他油压杆设计变型包括其中活塞位于气缸上方的装置，其他孔口布置，多个压缩和反冲孔口以及多个腔室。

双作用减震支柱包含多个空气/油部分，以有效地将载荷行程响应分为两个运行状态，从而优化每个行程的减震性能。例如，对起落架着陆的影响涉及与在未铺地上滑行期间遇到的颠簸相比非常不同的初始载荷。着陆时，油压撑杆没有初始载荷，而在滑行期间，初始载荷包括飞机的全部重量。双作用减震支柱的负载冲程响应旨在以最佳方式应对这些情况。

油压撑杆的常见设计特征是隔板，该隔板在气体和液压流体之间形成密封，以防止两种流体之间的混合。允许分离器自由浮动，以免限制流体运动。分离器消除了诸如液压流体起泡之类的问题的可能性，该问题会通过冷却气体而影响气体的绝热压缩。

大多数油压撑杆都配备有扭矩连杆或剪刀连杆，该扭矩连杆或剪刀连杆连接上缸和下活塞，以防止活塞在缸内旋转并保持车轮对准。扭矩连杆在中间包含一个接头，以允许活塞缩回和伸出。

油压撑杆通常还带有摆振阻尼器。这些液压减震器包含一个活塞和一个限流器，它们可防止前叉或主起落架的快速振荡运动，而不会干扰与转向相关的较慢运动。

设计注意事项

Oleo支撑杆的设计围绕许多参数进行，包括压缩比（静态位置支撑杆的压力与伸展位置支撑杆的压力之比），以及伸展位置的载荷，行程和压力，静态和压缩位置。

设计油压支柱时，重要的考虑因素包括飞机的下沉速度，起落架负载系数和支柱行程。

坠落速度描述了飞机着陆时的垂直速度。运输飞机在设计着陆重量下的典型下沉速度为10 ft / s。

起落架负载系数是减震支柱中的最大可接受负载，可以通过将静负载与动反负载相加得出，然后除以静载荷得出。大型运输机的典型起落架载荷系数范围是0.75至1.5，而战斗机则高达5.0。

行程既包括支柱行程（活塞行进的距离），也包括车轮行程（车轮移动的垂直距离）。一些设计利用杠杆方法，其中撑杆行程小于车轮行程，以最小化起落架所需的积载空间。

在不同类型的飞机中，从静态支撑位置到完全压缩位置的距离占活塞总冲程的百分比变化很大，从个位数的百分比到接近50％。像波音737-200这样的商用客机的延伸范围为15％（从静态到压缩的2.1英寸（总行程14英寸））。

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