这是一架波音747客机着陆时的画面,只见着陆瞬间轮子冒出了浓烈的白烟。要知道波音747的最大着陆重量有255吨,这重量相当于40多头大象同时压向地面。
机场跑道要修多厚才能经得起255吨重量的撞击呢?关于机场跑道的厚度,国际机场和小型机场其实是有差别的。一般来说,小型机场跑道铺设的混凝土厚度在30-50厘米之间;大型国际机场因为要承受如波音747,和空客A380等大型客机的起降,所以跑道厚度就会更厚一些,在1米左右。
除此之外,机场跑道的厚度还会根据当地的土壤及气候等条件来决定。比如在北方的严寒地区,跑道厚度就在80-100厘米之间;南方地区的跑道厚度一般在50厘米左右。
除了对厚度有一定要求外,机场跑道的道面也被分为了刚性和非刚性。刚性道面由混凝土筑成,能把飞机的载荷承担在较大的面积上,承载能力更强。而非刚性道面则是用草坪、碎石和沥青等铺设的道面,这类道面只能抗压不能抗弯,所以承载能力小,只适用于中小型飞机起降的机场使用。由此可以看出,目前我国几乎所有的民用机场使用的都是刚性道面。
可力的作用是相互的,飞机在着陆瞬间,不光跑道承受着巨大的撞击力,飞机自身的轮胎和起落架也在承受着。
那飞机在着陆时,起落架究竟承受了多大的冲击力呢?如果说发动机是飞机的心脏,那么起落架就是飞机的双脚了,作为唯一一个支撑整架飞机的部件,它保障着飞机的安全起降。别看它所占的面积不大,但其内部零件却是飞机机载系统中结构功能最复杂的。
起落架的主承力材料是300M钢,它的强度级别在1900MPa-2100MPa之间,相当于约20000个大气压。美国90%以上的军民用飞机的起落架,使用的都是300M钢。
除此之外,温差也是对起落架的一大考验。毕竟飞机在万米高空的温度在零下35到50度之间,而着陆时的摩擦温度又会攀升至150度左右。所以,起落架的材料不仅要高强度耐冲击,还要耐高低温差。
除此之外,在起落架的制造过程中,还使用到了超精加工等复杂技术。在着陆时,首先是轮胎起到了小部分缓冲作用,后期的大部分撞击能量,主要还是要靠起落架里的减震器来吸收的,利用缓冲器来减小冲击和振动载荷,在接触地面的同时,使振动器通过来回振荡将吸收来的能量,变成热能消耗掉。
一般飞机在接触地面时会完成两次缓冲,第一次是前起落架,它会首先承受10%-15%的飞机重量。紧接着第二次是主起落架,它则承受了飞机的主要重量。经过这两次缓冲下来,就能减少飞机着陆时的冲击力了。