Расчёт величины, на которую можно удлинить амортизатор
без опасности касания поверхности аэродрома

Имеется конструкция стойки шасси, в которой колесо находится между двумя
амортизаторами (в одной плоскости с ними), как показано на рис. 1. Колесо
и амортизаторы соединены продольной горизонтальною балкою, проходящей через
ось колеса. Если амортизаторы расположены по обычной схеме (штоками вниз,
балка крепится к штокам), то их длина снизу ограничивается балкой, так как
вдвижение штока в цилиндр возможно только до места присоединения балки. При
этом нижняя точка амортизатора находится над землёй на расстоянии радиуса
колеса. Если расположить амортизаторы в перевёрнутом положении (штоками
вверх, балка крепится к корпусам цилиндров), то балка не будет мешать об-
жатию и ограничивать размеры амортизаторов. Амортизаторы могут быть про-
длены вниз. В этом случае их длина ограничивается опасностью касания поверх-
ности аэродрома при движении самолёта с большим углом тангажа (с задранным
носом) и при наезде на неровности. Необходимо определить величину, на которую
можно удлинить амортизаторы по сравнению с исходной схемой (штоками вниз).

Рисунок 1.

Как видно из рисунка, расстояние dH, на которое можно увеличить длину
амортизатора, зависит от радиуса колеса R, максимально допустимого угла
тангажа (при движении по земле он равен углу атаки) α и расстояния от гра-
ницы колеса до дальней стенки цилиндра амортизатора W. Сделав некоторые
дополнительные построения (рис. 2), можно вывести такую зависимость:

или, что то же самое:

Рисунок 2.

Кроме того, нижняя точка амортизатора должна отстоять от поверхности
земли на расстоянии не меньшем чем допустимая высота неровностей аэродрома.
Обозначим максимальную высоту неровностей D (она равна сумме высоты возмож-
ного "бугорка" под амортизатором и глубины возможной "ямки" под колесом).
Соответственно, искомая величина dH не может быть больше чем R - D. В итоге
получаем следующую систему для вычисления dH в зависимости от R, α, W и D:

или, что то же самое,

Предварительный анализ зависимости показывает, что при одних и тех же
значениях α, W и D, приращение dH будет тем больше, чем больше радиус колеса.
Однако, значение W скорее можно считать связаным с размером колеса чем по-
стоянным. Ведь если мы используем колёа меньшего диаметра (но большим числом),
то и амортизаторы на каждом из колёс будут миниатюрнее. Условно можно принять
зависимость W = k*R, где k - некоторый коэффициент соотношения. Его значения
будут лежать в диапазоне примерно 0.35..0.55. Тогда зависимость приращения dH
можно представить в виде:

или, что то же самое:

Для наглядности построим графики зависимости dH от R при нескольких различных
значениях k и α

построим графики для колёс радиусом от 0,5 до 1,1 метра

синий - k=0.35, α=20'°, D=0.25'м

красный - k=0.45, α=20'°, D=0.25'м

зелёный - k=0.55, α=20'°, D=0.25'м

фиолетовый - k=0.45, α=25'°, D=0.25'м

Как видно из анализа формул и графиков, даже несмотря на рост величины W при
увеличении R, имеется прямая зависимость между радиусом колеса и возможным
удлинением амортизатора. А значит, с этой точки зрения, более эффективным
является использование колёс большего диаметра (и меньшим числом).