起落架是飛機下部用於起飛降落或地面（水面）滑行時支撐飛機並用於地面（水面）移動的附屬檔案裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機的部件，因此它是飛機不可分缺的一部份；沒有它，飛機便不能在地面移動。當飛機起飛後，可以視飛行性能而收回起落架。
基本介紹
- 中文名：起落架
- 外文名：Undercarriage、landing gear
- 作用：支撐飛機起落、滑跑、移動和停放
- 組成：收放、支柱、緩衝、機輪系統
發展歷程,基本組成,綜述,減震器,收放系統,機輪和剎車系統,轉彎系統,布置形式,前三點式,後三點式,腳踏車式,多支點式,結構形式,桁架式起落架,梁架式起落架,混合式起落架,多輪小車式起落架,緩衝裝置,起落架減震器的要求,減震器的類型,故障迫降記錄,
起落架裝置是飛行器重要的具有承力兼操縱性的部件，在飛行器安全起降過程中擔負著極其重要的使命。起落架是飛機起飛、著陸、滑跑、地面移動和停放所必需的支持系統，是飛機的主要部件之一，其性能的優劣直接關係到飛機的使用於安全。
發展歷程
1903年12月17日，人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操縱的重於空氣的飛行器成功飛行。這就是萊特兄弟所製造的“飛行者一號”。然而在這架飛機上，並沒有現代起落架的影子，而是有一對類似滑橇的裝置。它用帶輪子的小車在滑軌上靠落錘裝置彈射輔助起飛，如右圖所示。
在1906年上天的Santos-Dumont（山度士·杜蒙）的“飛機-14BIS”上，就有了現代起落架的樣子。在採用輪式起落架以後，飛機在地面的移動、起飛前滑跑和著陸性能都有了很大的提高，如右圖所示。
然而隨著飛機的逐漸成功，飛機設計質量和飛行速度不斷增加．提高飛機的起飛和著陸性能，就成為了急需解決的問題之一。第一次世界大戰時的飛機已經有了減震的起落架．這些起落架採用把橡皮繩繞在軸上，並把它們固定在支柱上來進行減震。此時的起落架在著陸減震方面進入了角色。
隨著飛行速度的提高．現代飛機的起落架都要求可收放，以減小飛行時的空氣阻力。因此，起落架的結構形式也由架構式發展為支柱式和搖臂式。
基本組成
綜述
為適應飛機起飛、著陸滑跑和地面滑行的需要，起落架的最下端裝有帶充氣輪胎的機輪。為了縮短著陸滑跑距離，機輪上裝有剎車或自動剎車裝置。此外還包括承力支柱、減震器（常用承力支柱作為減震器外筒）、收放機構、前輪減擺器和轉彎操縱機構等。承力支柱將機輪和減震器連線在機體上，並將著陸和滑行中的撞擊載荷傳遞給機體。前輪減擺器用於消除高速滑行中前輪的擺振。前輪轉彎操縱機構可以增加飛機地面轉彎的靈活性。對於在雪地和冰上起落的飛機，起落架上的機輪用滑橇代替。
美國B-36轟炸機實驗履帶式起落架
美國B-36轟炸機實驗履帶式起落架減震器
飛機在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時，與地面發生劇烈的撞擊，除充氣輪胎可起小部分緩衝作用外，大部分撞擊能量要靠減震器吸收。現代飛機上套用最廣的是油液空氣減震器。當減震器受撞擊壓縮時，空氣的作用相當於彈簧，貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔，吸收大量撞擊能量，把它們轉變為熱能，使飛機撞擊後很快平穩下來，不致顛簸不止。
收放系統
收放系統一般以液壓作為正常收放動力源，以冷氣、電力作為備用動力源。一般前起落架向前收入前機身，而某些重型運輸機的前起落架是側向收起的。主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收放和翼弦方向收放兩種。收放位置鎖用來把起落架鎖定在收上和放下位置，以防止起落架在飛行中自動放下和受到撞擊時自動收起。對於收放系統，一般都有位置指示和警告系統。
起落架收放系統
起落架收放系統機輪和剎車系統
機輪的主要作用是在地面支持飛機的重量，減少飛機地面運動的阻力，吸收飛機著陸和地面運動時的一部分撞擊動能。主起落架上裝有剎車裝置，可用來縮短飛機著陸的滑跑距離，並使飛機在地面上具有良好的機動性。機輪主要由輪轂和輪胎組成。剎車裝置主要有彎塊式、膠囊式和圓盤式三種。套用最為廣泛的是圓盤式，其主要特點是摩擦面積大，熱容量大，容易維護。
轉彎系統
操縱飛機在地面轉彎有兩種方式，一種是通過主輪單剎車或調整左右發動機的推力（拉力）使飛機轉彎；而另一種方式是通過前輪轉彎機構操縱前輪偏轉使飛機轉彎。輕型飛機一般採用前一種方式；而中型及以上的飛機因轉彎困難，大多裝有前輪轉彎機構。另外，有些重型飛機在轉彎操縱時，主輪也會配合前輪偏轉，提高飛機的轉彎性能。
布置形式
前三點式
現代飛機上使用最廣泛的是前三點式起落架。兩個主輪保持一定間距左右對稱地布置在飛機質心稍後處，前輪布置在飛機頭部的下方。飛機在地面滑行和停放時，機身地板基本處於水平位置，便於旅客登機和貨物裝卸。重型飛機用增加機輪和支點數目的方法減低輪胎對跑道的壓力，以改善飛機在前線土跑道上的起降滑行能力。
優點
（1）具有滑跑方向穩定性。當機身軸線偏離滑跑方向時，主輪摩擦力的合力將產生恢復力矩，使飛機回到原來的運動方向。側風著陸時較安全。地面滑行時，操縱轉彎較靈活。
（2） 當飛機以較大速度小迎角著陸時，主輪著陸撞擊力對飛機質心產生低頭力矩，減小迎角，使飛機繼續沿地面滑行而不致產生“跳躍”現象，因此著陸操縱比較容易。
（3）由於前起落架遠離質心，因此著陸時可以大力剎車而不致引起飛機“翻倒”，從而打打縮短著陸滑跑距離。
（4）由於飛機軸線接近水平，因此起飛滑跑阻力小，加速快，起飛距離短，而且駕駛員前視界好，乘坐舒適。
（5）噴氣發動機的噴流不會直接噴向跑道，因而對跑道的影響較小。
缺點
（1）前起落架的安排較困難，尤其是對單發動機的飛機，機身前部剩餘的空間很小。
（2）前起落架承受的載荷大、尺寸大、構造複雜，因而質量大。
（3）著陸滑跑時處於小迎角狀態，因而不能充分利用空氣阻力進行制動。在不平坦的跑道上滑行時，超越障礙(溝渠、土堆等)的能力也比較差。
（4） 前輪會產生擺振現象，因此需要有防止擺震的設備和措施，這又增加了前輪的複雜程度和重量。
儘管如此，由於現代飛機的著陸速度較大，並且保證著陸時的安全成為考慮確定起落架形式的首要決定因素，而前三點式在這方面與後三點式相比有著明顯的優勢，因而得到最廣泛的套用。
後三點式
早期在螺旋槳飛機上廣泛採用後三點式起落架。其特點是兩個主輪（主起落架）布置在飛機的質心之前並靠近質心，尾輪（尾支撐）遠離質心布置在飛機的尾部。在停機狀態時，飛機90%的質量落在主起落架上，其餘的10%由尾支撐來分擔。後三點起落架重量比前三點輕，但是地面轉彎不夠靈活，剎車過猛時飛機有“拿大頂”的危險，現代飛機已很少採用。
優點
（1）後三點式起落架整體構造比較簡單，重量也較輕。
（2）在螺旋槳飛機上容易配置。螺旋槳飛機要產生大的推力槳葉就很大，這不得不迫使飛機設計安裝時提高螺旋槳發動機的離地高度，而正好裝有後三點式起落架的飛機停留在地面時機頭抬起很高迎角很大。
（3）在飛機上易於裝置尾輪。與前輪相比，尾輪結構簡單，尺寸、質量都較小；
（4）正常著陸時，三個機輪同時觸地，這就意味著飛機在飄落(著陸過程的第四階段)時的姿態與地面滑跑、停機時的姿態相同。也就是說，地面滑跑時具有較大的迎角，因此，可以利用較大的飛機阻力來進行減速，從而可以減小著陸時和滑跑距離。因此，早期的飛機大部分都是後三點式起落架布置形式。
缺點
(1)在大速度滑跑時，遇到前方撞擊或強烈制動，容易發生倒立現象(俗稱拿大頂)。因此為了防止倒立，後三點式起落架不允許強烈制動，因而使著陸後的滑跑距離有所增加。
(2)著陸速度要求高。若著陸速度過大，主輪接地的衝擊力會使飛機抬頭迎角增加，會引起飛機升力增大而重新離地“跳躍”現象，甚至會跳起後失速，發生事故。
(3)地面滑跑時方向穩定性差。如過在滑跑過程中，某些干擾(側風或由於路面不平，使兩邊機輪的阻力不相等)使飛機相對其軸線轉過一定角度，這時在支柱上形成的摩擦力將產生相對於飛機質心的力矩，它使飛機轉向更大的角度。
(4)在停機、起、落滑跑時，前機身仰起，因而向下的視界不佳。
基於以上缺點，後三點式起落架的主導地位便逐漸被前三點式起落架所替代，只有一小部分小型和低速飛機仍然採用後三點式起落架。
腳踏車式
還有一種用得不多的腳踏車式起落架，它的前輪和主輪前後布置在飛機對稱面內（即在機身下部），重心距前輪與主輪幾乎相等。為防止轉彎時傾倒，在機翼下還布置有輔助小輪。這種布置型式由於起飛時抬頭困難而較少採用。
腳踏車式起落架
腳踏車式起落架優點
解決了部分薄機翼飛機主起落架的收放問題。
缺點
（1）前起落架承受的載荷較大，而使尺寸、質量增大。
（2）起飛滑跑時不易離地而使起飛滑跑距離增大。為使飛機達到起飛迎角，需要依靠專門措施，例如在起飛滑跑時伸長前起落架支柱長度或縮短後起落架支柱長度。
（3）不能採用主輪剎車的方法，而必須採用轉向操縱機構實現地面轉彎等。
由於以上的不利因素，除非是不得以，一般不採用腳踏車起落架。目前僅有少數飛機採用這種起落架布局形式，如英國的“海鷂”垂直起降戰鬥機等。
多支點式
這種起落架的布置形式與前三點式起落架類似，飛機的重心在主起落架之前，但其有多個主起落架支柱，一般用於大型飛機上。如美國的波音747客機、C-5A(軍用運輸機（起飛質量均在350噸以上)以及蘇聯的伊爾86客機(起飛質量206噸)。
波音777-300的起落架
波音777-300的起落架採用多支點式可以使局部載荷減小，有利於受力結構布置；還能夠減小機輪體積，從而減小起落架的收放空間。
結構形式
根據承受和傳遞載荷的方式，即結構受力形式，可將起落架分為桁架式、梁架式和混合式三種形式。
桁架式起落架
桁架式起落架由空間桿系組成的桁架結構和機輪組成。構架式起落架的主要特點是：它通過承力構架將機輪與機翼或機身相連。承力構架中的桿件及減震支柱都是相互鉸接的。它們只承受軸向力(沿各自的軸線方向)而不承受彎矩。因此，這種結構的起落架構造簡單，質量也較小，在過去的輕型低速飛機上用得很廣泛。但由於難以收放，通常只用在速度不大的輕型飛機或直升機上。
桁架式起落架
桁架式起落架梁架式起落架
梁式起落架通常由受力支柱、減震器、扭力臂、支撐桿系、機輪和剎車系統等組成。其主要承力構件是梁（支柱或減震支柱），根據支柱樑的支撐形式不同，可分為簡單支柱式、撐桿支柱式、搖臂式和外伸式等多種形式。
簡單支柱式
簡單支柱式起落架
簡單支柱式起落架支柱式起落架的主要特點是：減震器與承力支柱合而為一，機輪直接固定在減震器的活塞桿上。減震支柱上端與機翼的連線形式取決於收放要求。對收放式起落架，撐桿可兼作收放作動筒。扭矩通過扭力臂傳遞，亦可以通過活塞桿與減震支柱的圓筒內壁採用花鍵連線來傳遞。這種形式的起落架構造簡單緊湊，易於放收，而且質量較小，是現代飛機上廣泛採用的形式之一。
支柱式起落架的缺點是：
（1） 質量輕，容易收放，結構簡單。
（2）可以用不同的輪軸，輪叉形式來調整機輪接地點與機體，連線點之間的相互位置和起落架的高度。
（3）由於是懸臂式，因此支柱根部彎矩較大。由於桿與筒不能直接傳遞扭矩，因而桿與外筒之間必須用扭力臂連線。
（4）機輪通過輪軸與減震器支柱直接連線，減震器不能很好的吸收前方來的撞擊。
（5）減震支柱本身是一個承受彎矩的構件，因此密封性較差，減震器內灌充的氣體壓力受到限制，使減震器行程增大，整個支柱較長，質量增加，並且在伸縮過程中容易出現卡滯。
撐桿支柱式
撐桿支柱式起落架
撐桿支柱式起落架主要構件是減震支柱、扭力臂、機輪、收放作動筒和斜撐桿，與簡單支柱式不同的是多了一個或幾個斜撐桿。在收放時，撐桿可以作為起落架的收放連桿，有時撐桿本身就是收放作動筒。
當受到來自正面水平撞擊，減震支柱不能很好地其減震作用，在著陸時，支柱必須承受彎矩，減震支柱的密封裝置易受磨損。
搖臂式
搖臂式起落架
搖臂式起落架搖臂式起落架主要是在支柱下端安有一個搖臂，搖臂的一端支柱和減震器相連，另一端與機輪相連，這種結構多用於前起落架。
搖臂改變了起落架的受力狀態和承受迎面撞擊的性能，提高了再跑道上的適應性，降低了起落架的高度。構造和工藝比較複雜，質量大，機輪離支柱軸線較遠，附加彎矩較大，收藏空間大。
外伸式
外審式起落架
外審式起落架外伸式起落架由外伸支柱、減震器、收放機構、收放作動筒、垂直支柱和機輪等組成。為了增加了輪距，將起落架向外伸出，收起時則收藏於機身內。 由於斜撐桿式的支柱受有很大彎矩，收放機構比較複雜，因此支柱和收放機構質量大。
混合式起落架
混合式起落架由支柱、多根斜撐桿和橫樑等構件組成，撐桿鉸接在機體結構上，是桁架式和梁架式的混合結構。支柱承受剪下、壓縮、彎矩和扭矩等多種載荷，撐桿只承受軸向載荷，撐桿兩端固定在支柱和橫樑上，既能承受軸向力，又能承受彎矩，因此大大提高了支柱的剛度，避免了擺振現象的發生。
混合式起落架
混合式起落架多輪小車式起落架
多輪式起落架由車架、減震支柱、拉桿、阻尼器、輪架和及輪組等組成，一般用於質量大的運輸機和客機上，採用多個尺寸小的機輪取代單個大幾輪，提高了飛機的漂浮性，減小了收藏空間，在一個輪胎損壞時保證了飛機的安全。
多輪小車式起落架
多輪小車式起落架緩衝裝置
飛機在著陸和起飛時，地面要對飛機產生很大的衝擊力和顛簸振動，對飛機的結構和安全產生很大的影響。飛機上常採用緩衝裝置來減小衝擊和振動載荷，並吸收撞擊能量。減震器的主要作用是吸收衝擊能量，使傳到機體上結構上的衝擊載荷步超過允許值，在吸收能量過程中，減震器通過來回振盪，把吸收的能量變成熱能耗散掉。
起落架減震器的要求
滿足飛機機構設計要求
（1）強度，剛度要求; （2）疲勞，耐久性要求；（3） 損傷容限；（4）維修性要求；（5）適航性要求；（6）合理選材；（7） 工藝要求；（8） 經濟性要求；（9）重量要求 ；（10）防雷擊要求 ；（11）抗腐蝕要求。
滿足起落架的功能要求
（1）在壓縮行程（正行程）中，減震裝置所承受的載荷，應隨壓縮量的增大而增大。
（2）減震裝置在吸收的過程中，應儘量產生較大的變形來吸收撞擊能量，以減小機體受到的撞擊力，並且有較好的熱耗作用。
（3）在伸展行程（反行程)中，減震器應把吸收的大部分能量轉化成熱能耗散掉。
（4）減震裝置要有連續接受撞擊的能力。
減震器的類型
減震器一般有兩種類型，一是固體減震器，如橡膠減震器、彈簧減震器、摩擦塊減震器等；二是氣體、液體或氣液混合減震器。固體減震器效率低，能量耗散能力較小，常用於低速或輕型小飛機的不可收放起落架。油氣減震器效率高，常用於高速，大型飛機上。全油式減震器結構緊湊，尺寸小，效率可達75%~90%，但壓力過大，密封困難，溫度變化對其影響大，目前只有少數飛機使用。
彈簧式減震器
利用彈簧變形吸收能量，在減震器內筒上加裝摩擦墊圈，以增大熱耗作用。結構簡單，維修方便。
橡皮減震器
利用橡皮的彈性變形吸收撞擊能量，並利用橡皮伸縮來消耗能量，飛機會產生較強的顛簸跳動，只有用於一些減震要求不高的飛機上。
油液彈簧式減震器
在起落架伸展和壓縮的過程中，油液被迫高速流過小孔產生劇烈摩擦來耗散能量，在壓縮過程中，彈簧變形吸收能量，伸展過程中，將積蓄的能量釋放出。
油氣式減震器
利用氣體的壓縮變形來吸收能量，並利用液體高速流過小孔時的摩擦來消耗能量。質量較輕且體積較小，吸能效率較高，是現代飛機上套用最廣的減震器形式。
全油式減震器
它主要是利用液體在高壓作用下產生壓縮變形來吸收能量，利用液體高速流過小孔時的摩擦來消耗能量，這種減震器體積小，密封非常重要，一般用於軍用飛機和高速重型飛機上。
故障迫降記錄
中國東方航空迫降現場
前起落架正常但缺右側主起落架的“瘸腿”2010年1月10日，在美國新澤西紐瓦克國際機場，一架美國聯邦航空公司的客機在準備降落時發現右側主起落架出了故障，無法放下，經過幾次失敗的嘗試後只好迫降，無人員傷亡。
