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摘 要：本文研究的是关于直升机的生命保障技术。通过对直升机坠毁的危害形式的分析，提出了开展抗坠毁起落架的结构布局、缓冲吸能、能量计算和验证方法等设计的基本思路，供业内人员参考和借鉴。
关键词：起落架 抗坠毁 直升机 缓冲
多年来，研究人员大多将精力集中在产品的功能实现和事故的调查上，未考虑直升机坠毁过程中人员的生命安全问题。近些年，人们吸取坠毁经验教训，将研究方向扩展到了生命保障上，提出了直升机的抗坠毁技术，而起落架抗坠毁是其中的一个重要方面。
1 直升机的着陆形式和影响
1.1直升机着陆形式和特点
直升机着陆一般分为正常着陆、硬着陆和坠毁着陆三种[1]：
正常着陆（Normal）：定义区间为由地面共振引起的直升机下沉速度至10ft/sec的下沉速度范围内。在此区间，起落架和机身承受载荷及加速度较低，直升机能够舒适的着陆。
硬着陆（Hard）：定义区间是从10ft/sec到20ft/sec。在此区间，着陆能量较大，普通起落架无法完全吸收其着陆能量，传递到机身的载荷会超出设计限制，机身有发生触地的可能。
坠毁着陆（Crash）：定义区间是20ft/sec到42ft/sec。坠毁过程中，机身和任务设备的损坏是不可避免的，因此，设计的重点集中在避免人员受伤或死亡。最大坠毁速度时，机身会以较高的残余能量触地，但是，该过程不应引起主要承力部件的破坏，即驾驶舱、客舱等无大变形。
1.2直升机坠毁的危害
直升机坠毁过程所产生的伤害源主要来自于3个方面：突加（减）速度引起的作用于驾驶员/乘员身上的惯性过载力，将导致人体主动脉系统断裂，脊椎损伤；驾驶员/乘员直接与硬表面碰撞引起的伤害，统计表明80%的伤害发生在头部，通常导致颅骨破裂，脑振荡血肿等；环境因素造成的伤害，如燃油泄漏引起的火灾，浓烟导致的窒息，溺水，化学物质引起的中毒等[1]。
1.3抗坠毁技术的作用
为了保护机上人员生命安全，直升机抗坠毁技术应运而生。抗坠毁起落架能够最大限度的吸收直升机的坠毁能量，降低机身和人员受载，提高生存率。
2 抗坠毁起落架的结构设计
抗坠毁起落架采用合理的结构布局，即使发生意外折断，能够规避开相应的危险区域，避免人员受伤，通常为后三点跪式起落架。同时，根据着陆或坠毁的姿态、载荷、能量等参数，进行多级缓冲设计，达到具备吸收坠毁能量的能力。
2.1起落架结构形式
抗坠毁起落架通常采用后三点布局，主要由2个主起落架、1个尾起落架组成，同时尾部安装有尾橇，防止直升机大迎角起飞时，尾部触地，布局见图1。
起落架通常采用全摇臂式或半摇臂式的跪式结构，主要由缓冲器、摇臂、机轮、轮胎等组成。
2.2缓冲器设计
起落架吸收着陆能量主要依靠缓冲器的油液阻尼耗能作用和气弹簧的储能作用，原理为：当直升机着陆后，缓冲器被压缩，油液高速通过（正向）阻尼孔，分离活塞向下运动，气体体积减少，压力升高；当缓冲器压力高于地面载荷时，分离活塞向上运动，油液反向通过阻尼孔，气体体积增加，压力降低。通过油液的正反向运动将直升机的着陆动能转变为油液的热能，最终耗散掉。
2.2.1多级缓冲吸能
多级缓冲器一般由多个缓冲器叠加而成。初级缓冲一般气体压力较低，主要用于正常着陆过程中吸能，同时可防止地面共振；第2级或更多级缓冲的气体压力较高，主要用于硬着陆或坠毁着陆时的储备吸能，见图2。
2.2.2结构变形吸能
结构变形吸能是在缓冲器内部进行相应的改进设计，当直升机正常着陆时，缓冲器通过油气阻尼作用吸收冲击能量，内、外筒之间无挤压、切削变形；当直升机硬着陆或坠毁着陆时，超出的能量会通过金属部件之间的挤压或切削来吸收，见图3中A、B部位[2]。
4 总结
抗坠毁技术已成为直升机设计的基本要求，经过系统研究，本文提出了抗坠毁起落架的结构形式、缓冲器的设计思路、能量计算和吸能的验证方法等一系列具有较高研究价值的成果，这必将推进行业内人员的技术发展，具有非常重要的科学应用价值。
参考文献
[1] U.S.DEPARTMENT OF COMMERCE. AIRCRAFT CRASH SURVIVAL DESIGN GUIDE VOLUME III-AIRCRAFT STRUCTURAL CRASH RESISTANCE.DEC 89.
[2] 专利：201010229319.3 一种抗坠毁起落架缓冲支柱吸能结构。
[3] GJB 2681-1996 军用直升机抗坠毁要求。
关键词：起落架 抗坠毁 直升机 缓冲
多年来，研究人员大多将精力集中在产品的功能实现和事故的调查上，未考虑直升机坠毁过程中人员的生命安全问题。近些年，人们吸取坠毁经验教训，将研究方向扩展到了生命保障上，提出了直升机的抗坠毁技术，而起落架抗坠毁是其中的一个重要方面。
1 直升机的着陆形式和影响
1.1直升机着陆形式和特点
直升机着陆一般分为正常着陆、硬着陆和坠毁着陆三种[1]：
正常着陆（Normal）：定义区间为由地面共振引起的直升机下沉速度至10ft/sec的下沉速度范围内。在此区间，起落架和机身承受载荷及加速度较低，直升机能够舒适的着陆。
硬着陆（Hard）：定义区间是从10ft/sec到20ft/sec。在此区间，着陆能量较大，普通起落架无法完全吸收其着陆能量，传递到机身的载荷会超出设计限制，机身有发生触地的可能。
坠毁着陆（Crash）：定义区间是20ft/sec到42ft/sec。坠毁过程中，机身和任务设备的损坏是不可避免的，因此，设计的重点集中在避免人员受伤或死亡。最大坠毁速度时，机身会以较高的残余能量触地，但是，该过程不应引起主要承力部件的破坏，即驾驶舱、客舱等无大变形。
1.2直升机坠毁的危害
直升机坠毁过程所产生的伤害源主要来自于3个方面：突加（减）速度引起的作用于驾驶员/乘员身上的惯性过载力，将导致人体主动脉系统断裂，脊椎损伤；驾驶员/乘员直接与硬表面碰撞引起的伤害，统计表明80%的伤害发生在头部，通常导致颅骨破裂，脑振荡血肿等；环境因素造成的伤害，如燃油泄漏引起的火灾，浓烟导致的窒息，溺水，化学物质引起的中毒等[1]。
1.3抗坠毁技术的作用
为了保护机上人员生命安全，直升机抗坠毁技术应运而生。抗坠毁起落架能够最大限度的吸收直升机的坠毁能量，降低机身和人员受载，提高生存率。
2 抗坠毁起落架的结构设计
抗坠毁起落架采用合理的结构布局，即使发生意外折断，能够规避开相应的危险区域，避免人员受伤，通常为后三点跪式起落架。同时，根据着陆或坠毁的姿态、载荷、能量等参数，进行多级缓冲设计，达到具备吸收坠毁能量的能力。
2.1起落架结构形式
抗坠毁起落架通常采用后三点布局，主要由2个主起落架、1个尾起落架组成，同时尾部安装有尾橇，防止直升机大迎角起飞时，尾部触地，布局见图1。
起落架通常采用全摇臂式或半摇臂式的跪式结构，主要由缓冲器、摇臂、机轮、轮胎等组成。
2.2缓冲器设计
起落架吸收着陆能量主要依靠缓冲器的油液阻尼耗能作用和气弹簧的储能作用，原理为：当直升机着陆后，缓冲器被压缩，油液高速通过（正向）阻尼孔，分离活塞向下运动，气体体积减少，压力升高；当缓冲器压力高于地面载荷时，分离活塞向上运动，油液反向通过阻尼孔，气体体积增加，压力降低。通过油液的正反向运动将直升机的着陆动能转变为油液的热能，最终耗散掉。
2.2.1多级缓冲吸能
多级缓冲器一般由多个缓冲器叠加而成。初级缓冲一般气体压力较低，主要用于正常着陆过程中吸能，同时可防止地面共振；第2级或更多级缓冲的气体压力较高，主要用于硬着陆或坠毁着陆时的储备吸能，见图2。
2.2.2结构变形吸能
结构变形吸能是在缓冲器内部进行相应的改进设计，当直升机正常着陆时，缓冲器通过油气阻尼作用吸收冲击能量，内、外筒之间无挤压、切削变形；当直升机硬着陆或坠毁着陆时，超出的能量会通过金属部件之间的挤压或切削来吸收，见图3中A、B部位[2]。
4 总结
抗坠毁技术已成为直升机设计的基本要求，经过系统研究，本文提出了抗坠毁起落架的结构形式、缓冲器的设计思路、能量计算和吸能的验证方法等一系列具有较高研究价值的成果，这必将推进行业内人员的技术发展，具有非常重要的科学应用价值。
参考文献
[1] U.S.DEPARTMENT OF COMMERCE. AIRCRAFT CRASH SURVIVAL DESIGN GUIDE VOLUME III-AIRCRAFT STRUCTURAL CRASH RESISTANCE.DEC 89.
[2] 专利：201010229319.3 一种抗坠毁起落架缓冲支柱吸能结构。
[3] GJB 2681-1996 军用直升机抗坠毁要求。