CN111099013A - 飞机轮胎自动减磨损部件与原理 - Google Patents

Abstract

现有收放式飞机起落架轮胎在降落接地的瞬间都不可避免的承受巨烈磨损甚至冒烟，中型客机轮胎只可使用三百二十个起降，本发明是利用二百四十六公里的机速风约合二十七级风秒速六十八米的强大风力，创新轮毂风动部件，原理近似纸风轮，安在机轮两侧，飞机着地前五十秒需放起落架，部件遇见强风就带动机轮由慢到快提前转动加速，轮胎再接地时就可避免巨烈磨损了。可使轮胎使用寿命延长三十倍，至少可让每架客机每月节省运营成本十万元，风吹轮转无需人控。为避免出现原轮胎工人失业问题，可建风动部件独家生产厂并出口负责安装。本发明“飞机轮胎自动减磨损部件与原理”就是预转减磨理论，只有推广到全球并做好专利保护，才可做到以国内为主，互利共赢。

Description

飞机轮胎自动减磨损部件与原理

技术领域：本发明涉及所有靠滑跑起降的飞机，尤其是收放式起落架机轮轮胎。

背景技术：现有的所有靠滑跑起降的飞机，在降落着地的瞬间，其机轮胎都不可避免的要承受巨大的压力和磨损，因拖胎造成的橡胶粉末将跑道染黑，和汽车一样，刹车时轮胎冒出的青烟，污染空气、并且造成轮胎表面呈波浪形损伤，影响使用质量和寿命，一次紧急制动给轮胎局部造成的磨损等于正常行驶一千公里。本人亲自去机场对客机的降落进行观察，10多分钟一架，每架飞机降落都甩在身后一团烟雾。本人又到平津战役纪念馆近距离观察已退役的轰-5飞机机轮，轮胎表面凹凸不平，更正实了问题的存在，据了解，飞机轮胎价格是汽车轮胎价格的6倍多，飞机轮胎一旦磨破第三层线，为了防止爆胎就该换新的了。而那被轮胎染黑的路面，就象铺了一层层黑色钱币，很难让运营成本再降下来。

发明内容：本发明是从即简单又古老的儿童玩具纸风轮中得到启发，制成风动部件，安装在机轮两侧，飞机降落前约40秒，需要放下起落架，这样机轮一出舱门，就会在240多公里的风速吹动下，由慢到快预备式的转动起来，当轮胎外经的顺转行进速度接近飞机着地时的速度时，轮胎就不再高度磨损，这是本创意发明的“预转减磨原理”。以下对原理中几种数据进行白话分析：

(一)首先消除不合理顾虑；原来怀疑，飞机降落接地擦黑地面，是不是故意的，经分析不是，驾驶员不可能拉紧刹车着地，理由是万一因自然原因两轮未同时接地，或者刹车跑偏，会造成机身打斜，甚至偏出跑道；以三点式分析，先着地的二轮，轮松紧度不同都不行。

(二)舱外风速分析：一般客机降落的时速是246公里，因大部分都是逆风降落，所以飞机时速就达不到246公里了，并且不断的变化，但舱外风速不会变，还是风速246公里，但满载时需要的风速就大一些，空载需要的舱外风速就小一些，这个道理就像放风筝，因自身轻，有三级风就够了。舱外风的秒速换算很简单，用每小时机速246000米÷每小时3600秒，每秒风速68米，再÷每秒2.5米1级风＝7级风，8级风能刮坏广告牌，10级风能刮倒普通围墙，12级风能刮倒普通平房，涉想27级风是个多大的自然能量，并且是免费的纯环保的能量(何况始放起落架风速还大，大约在350公里以上)为何不深度利用？

(三)预转速度分析：按飞机行进速度每秒60多米，一米直径的机轮胎周长3.1416米＝机轮秒转圈数 22圈，实际上能够秒转16圈，轮胎也不会冒烟了，这与风动部件迎风口大小有关，如果逆风过大，风口又大，部件又在内圈，起落架放的又早，此时的轮胎外经行进速度可能要超过接地时的机速，形成倒摩擦，为避免这种问题，飞机如赶上较大的逆风降落时可以稍晚一点放起落架，但不能太晚，磨擦轮胎事小，如万一起落架有问题时再复飞就费劲了。

(四)风速与推力分析：按三层楼顶的广告牌测试，每1平米的面积遇10级风时要承受50公斤的横推力，那27级风就是每平米135公斤的横推力，＝每平米是10000平方厘米，就每平方厘米的迎风口能享受 13.5克的横推力，如此轮两侧各安6个＝12个迎风口，总有三分之一的风口持续发力，每个风口按100平方厘米x4个风口，等于机轮将持续得到5400克的横推力，风动力足够用。

(五)所需要推转力分析：还拿1米直径机轮试验，机轮毂外圈前或后粘一块两公斤重磁铁6-7秒之内磁铁总是自动向下(当然轴过紧或刹车霸劲不行)这说明机轮的预转并不需要太大的推动力，只是由慢到快，需要时间，就像起动电机一样，也就是几秒种，并且越转越轻，越转越快，何况轮胎接地前30-50秒就放起了架了，此时接地地点离飞机还有6-10公里呢，高度还在700米之上呢，所以各种数据都够用。

(六)效益对比：一架上亿元的客机，光轮胎就占去20来万元人民币，如果是支线飞机，一天就有好几个起落，据说新轮胎只能用320到350个起落就不错了，支线客机如一天八个起落也就用40多天，每个月光轮胎就消耗10到13万/月，就算10万元/月，一年就消耗120万元，就算100万元，全国约4200 架客机在运营，就算4000架，×100万元等于要消耗40亿元的轮胎费用，这么大的数字，主要都消耗在降落接地的那么短的半秒钟时间之内了，进一步的理由是，汽车轮胎在较好的路面上能行驶12到15万公里，而飞机一个起落接地活动不过10公里，就算×350个起落，轮胎一生也不过在地面上行程3500公里，如果解决了接地磨损的问题，加上轮胎质量好，只是个行走磨损和手刹磨损而已。再说机轮自身又没有动力趋动磨损，如果改为正常磨损的话，应该至少可在陆面行驶11万多公里才对，(只要轮胎不冒烟就算正常磨损)，11万公里÷3500公里＝提高了31.4倍的使用寿命，就算30倍，如果原来每年需消耗40亿÷30倍＝每年只用1.33亿元的轮胎消耗就够了。如果原来的年消耗40亿减现在年耗就算2亿，还等于能省下38 亿元的飞机轮胎消耗费呢。经分析，除燃油之外，原来的轮胎消费比占硬件总消耗的1/10，这不是个小数目，这种情况现在要改变了。

具体实施方式：首先以四轮一组的大起落架为例，(因为它最重，需要的风力较大)：(1)在机轮外侧安装风动轮毂盖，近似于汽车轮毂盖，不同之处是把辐条设计成风斗形，原理近似纸风轮(2)在轮与轮之间加装风动板，近似梭形风斗(3)由于四轮组自身重，惯性大，预转所需风力也大，可在组轮前上方设计安装导风瓦，像汽车轮胎的挡泥瓦，不同之处是：面积小于挡泥瓦的二分之一，挡泥瓦挡的是下面的泥，而导风瓦挡是轮上面的风，当然瓦与轮胎弧形面间隔近一点好，只挡轮胎上半部的风，主要是前上半部，这样就减轻了轮胎预转的阻力，而被挡之风并不让它从两侧跑掉，迎风瓦的两边有弧形收风口，就像过去人们肩上披的布搭琏，不同之处是搭琏的两个大口袋是怕东西从里面漏掉，而风口是将风收集起来通过扁形锥形弯形管道让风改变方向，让阻力风变推力风，又象并排的倒吹风喇叭，将轮胎上半部迎面风导入后下方的小聚风口，此时风压可加大数倍，吹动轮胎两侧的风动部件，带动机轮提前由慢到快的预转起来，这只是预备方案，用不上更好。如果是单轮或双轮起落架，由于自身重量较轻，不用导风瓦，只需风动轮毂盖和风动斗就可预转起来，(4)如能将轮胎表面设计成鱼鳞形波纹，也能起到助转效果，(5)这几种预转方法，不需要人为管控，它会自动与风速基本上同步，就象汽车起步需要先挂低速档，再挂高速档一样，能延长机器的使用寿命。当然轮胎预转能大大降低轮胎接地瞬间局部高温，将热量分散至轮胎周圈，也可以说根本不会再产生什么10度以上的热量，延长轮胎的使用寿命。加上飞机轮胎质量又好，每一个起降包括调整跑道，不过10公里，这样飞机从出厂到退休或退役也不用换轮胎了。还可以换代连用。全世界各种的靠滑跑起降的客机有6万多架，如果都采用预转减磨法，能减省90％以上的轮胎使用量。(6) 安装预转减磨部件成本非常低，只要原理正确，就象电线杆上的警鸟风动轮一样简单，金属下角料就能做，说做风动轮毂盖，只是为了美观而已(7)部件与风本身接近零磨损(8)可降低运营成本，(9)环保，不再拖胎冒青烟。和汽车不同，汽车拖胎是要求车在0.7秒之内停止转动而拖胎冒青烟，而飞机着陆是要求机轮胎在0.2秒之内达到240公里的转速而拖胎冒青烟，汽车避免拖胎最好是早有准备提前减速，而飞机想避免拖胎是让机轮提前转动起来。(10)风动部件占用空间的问题，一般来说风动轮毂盖的逆风口应该外跨了3-5厘米，如果机轮舱内空间允许当然好，如空间不允许怎么办？建议使用弹性材料，就是：飞机起飞后，收回起落架逆风口在液压压力下并上，放下起落架时逆风口又张开。

其它方案：应该还有其它预转方法，如电动、液动、磁动、机械动等，都不如自然风动省事，但都包括在预转减磨原理之内。本原理如果得到应用，还可大大减轻机修人员频繁更换轮胎的劳动强度，和翻新及修补轮胎的工作量。

Claims (4)

1.是利用滑跑式起降飞机的速度产生的风速吹动安装的风动部件，部件带动机轮在着地前提前转动，避免轮胎在着地的瞬间由于静止惯性变为闪电提速所承受的巨烈磨损，实施的方式有多种，但都离不开预转减磨原理的创意。

2.风动部件可带动机轮自动预转，成本最低，简单技巧：(1)在机轮外侧安装风动轮毂盖，内侧可安装风动斗或风动轮圈，(2)在双轮组内侧由于机轮轴的限制，只需要安装梭形风动斗或顺逆风动板(3)在较大起落架四轮组或六轮组轮与轮的夹缝处同样加装风动部件(4)因大型起落架自身较重，可安装导风助转瓦，形似汽车挡泥瓦，安在机轮前上部，又象并排的倒吹风喇叭，吹动风动部件逆风口，以达到助转效果。但部件都安在外经之内，故外经直行速度不可超过机速。

3.是将今后生产的飞机轮胎外表设计成鱼鳞形风动助转波纹，配合其它风动部件，使飞机一放起落架，就受到机速风的吹动，就自动的由慢到快的并且越转越轻，越轻越快的提前转动起来，可避免轮胎着地时的巨烈磨损，无需人为操控，转速随风大小自动调整。

4.是预防起落架舱空间不足，而使用的，可压缩性弹性材料，做风动部件的方法。其它方法如：电动、磁动、液动、机械动都不如利用自然风动省事，但都包括在只有预转才能减磨的创意之内。