Носовая стойка шасси имеет свободноориентирующиеся колеса, способные поворачиваться относительно вертикальной оси стойки в пределах до 45° в каждую сторону от нейтрального положения. Без свободной ориентировки колес на них возникали бы боковые силы, вызывающие момент неустойчивости самолета при пробеге
и разбеге. Неориентирующиеся направление
передние колеса препятствовали берета
бы разворотам самолета на земле. Однако свободноориентирующе- еся колесо передней стойки шасси при пробеге и разбеге самолета может совершать колебания, получившие название «шимми». Эти колебания обусловлены возможностью поворота плоскости вращения колеса вокруг оси стойки и упругостью пневматика и стойки. Возбуждаются колебания трением колеса о землю. Обычно они возникают при значительных скоростях движения самолета по земле.
Рис.
10.11. Схема колебаний переднего колеса
На рис. 10.11 изображена схема колебаний передней стойки (левая часть рисунка) и положение колеса на различных участках пути (правая часть рисунка). Угол поворота плоскости колеса и траектории движения обозначен V, угол между плоскостью враще-ния и вертикальной плоскостью 9. Считаем, что проскальзывания колеса по земле нет. Пусть при прямолинейном движении самолета под действием какой-то внешней силы колесо повернулось на угол Ушах (П> угол 0 при этом равен нулю. В таком случае
колесо стремится двигаться в новой плоскости вращения, т. е. под углом Утах в то время, как самолет по инерции продолжает прямолиней-ное движение. Такое движение колеса вызовет боковую силу трения ^Оок и перемещение точки приложения нормальной реакции Я, ко-торые создают, изгибающий момент стойки МИЗТ. По мере отклонения от первоначального направления растет противодействующий момент упругости стойки, стремящийся возвратить стойку в вертикальное положение, увеличивается угол наклона колеса 6, а угол у уменьшается. При максимальном прогибе стойки (///) разворот колеса относительно вертикальной оси равен нулю, наклон колеса 8 достигает максимального значения. Далее под действием сил упругости стойки колесо возвра
щается в исходное положение, т. е. на линию движения х—х. Угол1 6 начнет уменьшаться, но зато растет угол у обратного знака. В по-4 ложении (У) в момент.пересечения колесом оси х—х угол 9 будет} равен нулю, а угол у будет иметь наибольшее отрицательное зна- чение. Далее процесс повторяется, но стойка отклоняется в проти- воположную сторону. ;
Колебания типа «шимми» поддерживаются благодаря кинети-1 ческой энергии движущегося самолета. Если не принимать мер для гашения (демпфирования) колебаний, амплитуда их может увели- читься, что может привести к срыву пневматика, разрушению пе-; редней стойки шасси и даже носовой части фюзеляжа. Для предот- | вращения «шимми» передние стойки шасси оснащают гасителями колебаний, которые могут быть жидкостными и фрикционными, причем первые получили наибольшее распространение. Жидкостный гаситель колебаний представляет собой заполненный вязкой жидкостью цилиндр с поршнем, перемещающимся в нем при поворотах колеса вокруг оси стойки. В днище поршня имеются калиброванные отверстия. При колебаниях колеса поршень также начинает колебаться. При этом жидкость, перетекая через калиброванные отверстия, тормозит движение поршня, что способствует затуханию колебаний. Колебания типа «шимми» значительно уменьшаются при установке на переднюю стойку спаренных колес на общей оси.