□本報(bào)記者 劉蔚

　　你留意過嗎？當(dāng)飛機(jī)即將降落時(shí)，空乘們檢查我們的座椅靠背是否調(diào)直，確認(rèn)遮光板打開，透過舷窗，我們甚至能看到前方不遠(yuǎn)處的跑道。除了飛機(jī)引擎的轟鳴聲外，我們還能聽見一陣劇烈摩擦的噪聲，甚至能從腳下地板的振動(dòng)中感受到這陣聲響。它持續(xù)的時(shí)間并不長，只有幾秒鐘。如果是業(yè)內(nèi)人士，或者是經(jīng)常飛行的人，在聽到這噪聲后就放心了。這是放起落架的聲音。過不了多一會(huì)兒，飛機(jī)就要著陸了。

　　起落架就像飛機(jī)的腿，飛機(jī)無論在停放、滑跑，還是在起飛、降落階段，全要靠它。有了起落架，整架飛機(jī)才有了支點(diǎn)，才能載著旅客滑跑，才能控制飛機(jī)在地面的方向；有了起落架，才有飛機(jī)在跑道盡頭的奮力一躍，直沖云霄；有了起落架，飛機(jī)在著陸時(shí)和地面撞擊產(chǎn)生的能量才能穩(wěn)定地轉(zhuǎn)化；有了起落架，飛機(jī)著陸后減速的距離被縮短了……

　　有了起落架，一架飛機(jī)才稱得上是完整的。

　　不可或缺的起落架

　　1903年，萊特兄弟的“飛行者1號(hào)”雖然單薄，只飛行了36米，但拉開了人類動(dòng)力飛行的序幕。身為自行車商的萊特兄弟以類似自行車輪的結(jié)構(gòu)，作為“飛行者1號(hào)”滑行起降的支點(diǎn)。直到今天，無論飛機(jī)如何演變，起落架作為飛行器上唯一起支撐作用的系統(tǒng)，一直是不可或缺的部分。

　　現(xiàn)代飛機(jī)凝聚著那么多工程上的奇跡。一架飛機(jī)的起落架，不僅是看得到的“幾條腿”和機(jī)輪，而是一個(gè)龐大的系統(tǒng)。

　　說到飛機(jī)起落架的作用，賽峰（SAFRAN）集團(tuán)客服中心的何建剛介紹：“起落架主要的作用就是飛機(jī)在地面上和起飛、著陸的時(shí)候支撐飛機(jī)，讓它能夠停留、滑跑。所以，起落架最主要的作用就是承受飛機(jī)在地面上和起飛著陸過程中的重量?！?/p>

　　現(xiàn)代民用飛機(jī)速度快、質(zhì)量大，在著陸、起飛、滑行時(shí)，特別是在著陸的時(shí)候，沖擊力非常大。為了穩(wěn)穩(wěn)地支撐飛機(jī)，何建剛說：“要求起落架系統(tǒng)能起到減震的作用，所以會(huì)有一套比較復(fù)雜的液壓減震系統(tǒng)?！?/p>

　　此外，為了發(fā)揮起落架的支撐作用，現(xiàn)代民航飛機(jī)的起落架系統(tǒng)還包括收放系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。讓我們跟隨工程師和機(jī)務(wù)維修人員一窺其中的奧妙。

　　從后三點(diǎn)到前三點(diǎn)

　　為了更直觀地了解飛機(jī)起落架，我們來到了北京飛機(jī)維修工程有限公司（Ameco）的起落架附件車間。在各型號(hào)飛機(jī)的“玉腿”間，工程師胡雪松、殷佳瑞從起落架排列方式開始介紹。

　　在螺旋槳飛機(jī)時(shí)代，起落架多數(shù)以后三點(diǎn)式排列。回想一下二戰(zhàn)時(shí)期那些叱咤風(fēng)云的飛機(jī)，如太平洋上空的“孟菲斯美女”、英吉利海峽上空英國皇家空軍的“噴火”和德軍的“零式”，采用的都是后三點(diǎn)式起落架，這是螺旋槳飛機(jī)時(shí)代不可磨滅的印記：前面兩個(gè)主起落架在重心稍前方，尾輪在機(jī)身尾部，距離重心較遠(yuǎn)。起落架以后三點(diǎn)排列的飛機(jī)，看起來“昂首挺胸”。在降落時(shí)，其3個(gè)機(jī)輪幾乎同時(shí)觸地。這樣一來，飛機(jī)因?yàn)橛斜容^大的迎角，便于減速；同時(shí)也因?yàn)樗挠禽^大，駕駛員的視野不太開闊。所以，我們?cè)陔娪袄锍？匆姸?zhàn)時(shí)期的飛行員在起飛時(shí)，把頭伸出舷窗觀察跑道。

　　后三點(diǎn)式起落架結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)、自重輕，在戰(zhàn)爭(zhēng)年代功不可沒。不過，這種起落架的不穩(wěn)定性也是顯而易見的。如果在滑行中強(qiáng)烈制動(dòng)，飛機(jī)有可能“拿大頂”；在降落時(shí)，如果著陸速度超過額定值容易發(fā)生“跳躍”，而“跳躍”是極容易損傷飛機(jī)結(jié)構(gòu)的。

　　進(jìn)入噴氣機(jī)時(shí)代，后三點(diǎn)式起落架逐漸被前三點(diǎn)式取代。

　　我們?cè)跈C(jī)場(chǎng)經(jīng)常見到的民用飛機(jī)，比如波音737、空客A320、波音747、空客A380、空客A330、波音777-300ER等采用的都是前三點(diǎn)式起落架：兩個(gè)主起落架對(duì)稱安置于重心稍后方，前起落架位于飛機(jī)前部。采用這種起落架，飛機(jī)在地面滑行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)倒立，在著陸時(shí)也不容易跳躍。飛機(jī)以較小的迎角著陸，觸地后飛機(jī)呈水平姿態(tài)，飛行員的視野也比較開闊。

　　采用前三點(diǎn)式起落架需要解決的難題是：由于前起落架承受的載荷較重，在觸地后的滑跑過程中，高速旋轉(zhuǎn)的前輪容易發(fā)生擺振。不過，對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，這個(gè)問題并不難解決，只需要增加一個(gè)前輪減擺器。

　　此外，前起落架上還有方向裝置，也就是起落架轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。飛機(jī)在地面滑跑時(shí)，飛行員可以通過前起落架操控飛機(jī)的方向。當(dāng)然，飛行員還可采用其他方法控制飛機(jī)滑跑方向，比如通過控制一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的反推讓飛機(jī)轉(zhuǎn)彎。位于后方的主起落架則裝有制動(dòng)系統(tǒng)，用來縮短飛機(jī)著陸后的減速距離。

　　以波音737-800和空客A320neo的起落架系統(tǒng)為例，這兩種機(jī)型的起落架系統(tǒng)看起來很相似：都有3個(gè)起落架，每個(gè)起落架由2個(gè)機(jī)輪組成。飛機(jī)起飛后，前起落架向前收入輕機(jī)身，2個(gè)對(duì)稱的主起落架向內(nèi)收入機(jī)身。

　　前三點(diǎn)式起落架發(fā)展至今，寬體機(jī)的主起落架大多采用前三點(diǎn)式和多支柱式起落架的融合版本。例如，波音747-8共有4個(gè)主起落架，每個(gè)主起落架是一輛4輪小車，加上前起落架支柱，波音747的起落架系統(tǒng)共有5個(gè)支柱和18個(gè)機(jī)輪。對(duì)于寬體機(jī)，主起落架采用多輪小車既能增強(qiáng)飛機(jī)的穩(wěn)定性，也能減輕對(duì)路面的壓力。

　　何處安放

　　飛機(jī)起飛后，并不是所有型號(hào)的飛機(jī)都需要收起起落架的。什么型號(hào)的飛機(jī)需要收起起落架？什么型號(hào)的飛機(jī)不需要收起落架？這取決于機(jī)型的飛行速度。

　　仍以早期的螺旋槳飛機(jī)時(shí)代為例，飛機(jī)的飛行速度有限，飛行高度也不高，起落架的存在對(duì)正常飛行沒有什么影響，所以這個(gè)時(shí)期的飛機(jī)起落架支架和機(jī)輪是固定的?，F(xiàn)在廣泛用于農(nóng)林牧漁的通航飛機(jī)，很多用的仍然是這種螺旋槳飛機(jī)。這種情況一直持續(xù)到噴氣機(jī)出現(xiàn)之前?；钊蜏u輪增壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)讓飛機(jī)一飛沖天，飛行速度很快便突破了音速。因?yàn)轱w機(jī)的阻力會(huì)隨著速度的加快而急遽增大，為了減輕阻力且進(jìn)一步加快飛行速度，設(shè)計(jì)師開始想辦法增強(qiáng)飛機(jī)氣動(dòng)外形的流暢性，暴露在外的起落架成為飛機(jī)減輕阻力、繼續(xù)提速的巨大障礙。

　　起落架對(duì)于飛機(jī)氣動(dòng)外形的影響有多大？舉個(gè)例子，一架波音737飛機(jī)在降落時(shí)如果早放下5分鐘起落架，它消耗的燃油比在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候放下起落架要多出一噸多。所以，我們很難想象，一架空客A380在平流層巡航，5組起落架卻吊在外面，其長達(dá)80米的翼展裝滿了油也是不夠用的。

　　很難兩全其美的是，有了收放系統(tǒng)，起落架系統(tǒng)就更復(fù)雜了，飛機(jī)也難以避免地變重了。這有悖于現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)理念的發(fā)展趨勢(shì)：在安全的前提下，要更高效、更綠色。沒辦法，只能盡量從材料上減輕收放系統(tǒng)的重量。當(dāng)然，最重要的永遠(yuǎn)是安全和可靠。為了飛機(jī)總能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候收起和放下起落架，收放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師開始永無止境地追求萬無一失，他們?cè)O(shè)計(jì)了不止一個(gè)保障、監(jiān)視系統(tǒng)，比如位置鎖，再比如感應(yīng)式接近傳感器。位置鎖能在起落架被收起或放下至準(zhǔn)確位置時(shí)鎖住起落架，這樣既避免了在空中飛行放下起落架，也避免了起落架著陸受到撞擊時(shí)意外收起。除了位置鎖外，收放系統(tǒng)中還有專門進(jìn)行監(jiān)控的位置指示系統(tǒng)和感應(yīng)式接近傳感器。

　　平穩(wěn)著陸的核心

　　減震這件事情我們并不陌生。轎車比越野車乘坐起來更舒適，帶來這種感受的最主要區(qū)別在于這兩種車的減震系統(tǒng)。

　　一架波音777的最大起飛重量是299噸，波音747-400的最大起飛重量是395噸，550座級(jí)的空客A380最大起飛重量達(dá)到560噸……想象一下這些大塊頭在著陸時(shí)的氣勢(shì)，就知道為什么減震這么重要了。如果不把這么大的勁兒卸了，飛機(jī)是不會(huì)“消停”的，無論是顛簸還是彈跳，都會(huì)造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)性的損壞。

　　飛機(jī)數(shù)量不等的起落架上都有減震裝置。起到減震作用的主要有兩部分：機(jī)輪和減震器。工程師殷佳瑞介紹：“低壓輪胎大約能吸收著陸撞擊能量的30%。所以，大部分的撞擊能量是由減震器吸收轉(zhuǎn)化的?！?/p>

　　簡單地說，飛機(jī)在著陸時(shí)，輪胎和減震器像彈簧發(fā)生壓縮變形。減震器里是油液混合體，它們被壓縮后，高速穿過減震器里的小孔，將撞擊能量轉(zhuǎn)化成熱能。事實(shí)上，起落架吸收撞擊能量要經(jīng)過一個(gè)更復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)化過程。

　　隨著飛機(jī)自動(dòng)化水平的提高，以空客為代表的電傳操作系統(tǒng)日益發(fā)展，但無論操作信號(hào)是以機(jī)械方式還是電傳方式來傳遞的，對(duì)于起落架系統(tǒng)來說，液壓機(jī)械系統(tǒng)是永遠(yuǎn)不能被取代的。

　　起支撐作用的“腿”都有著精密的結(jié)構(gòu)。小到一只站立在水面上的蚊子，大到龐大的空客A380，大型機(jī)械的設(shè)計(jì)制造者從生物界獲得的不僅有常識(shí)，還有靈感。