737Max10的创新主起落架设计技术细节
2018年9月12日 16:21作为波音供应商的UTC公司已经于2018年8月20日开始737-10主起落架的制造工作，标志着737-10的研制加速。737-10是波音公司737Max系列飞机中的最大型别，与Max系列其他机型相比，其机身更长，在737-9基础上再加长66英寸（1.68米）。737MAX项目总工程师加里·滨谷（Gary Hamatani）表示，为了保持MAX-10与MAX-7，MAX-8和MAX-9系列设计的通用性，飞机的加长对设计和性能提出了一些挑战，最突出的是在飞机抬前轮时如何保证机尾的离地间隙。
一般情况下，会通过加长起落架来满足，但737-10为了保持MAX“系列”的设计通用性，需要让主起落架收入和其他机型相同的起落架舱中，公司不打算为了新的起落架，而更改机翼、翼身连接面或机身的主要结构部件。因此，提出了一个很有创意的解决方案，即一种新型摇臂式主起落架设计。尽管波音公司此前已经简单介绍了此款起落架的设计概念，但在今年夏初完成了737-10关键设计评审(CDR)之后，公司公布了起落架的全部设计细节。
一、新型起落架的摇臂设计使起落架在飞机起降时可伸长
新型起落架在完全伸展时比标准MAX主起落架高9.5英寸（24厘米），是230座737-10研发的关键推动因素，保持飞机起飞和着陆时有足够的机身抬前轮角度。
油气弹簧驱动摇臂以增加机身后体的离地间隙。起飞（左）和着陆（右）。
777-300ER的半摇臂式起落架的固定机构驱使飞机绕小车式起落架的后轴旋转。但737采用双轮主起落架，为了给主起落架增加额外的长度，737-10在777-300ER的起落架设计基础上，改进设计了一种带有全摇臂的伸缩式油气缓冲支柱，该摇臂向下伸展以提供起落架额外的长度。
在起飞过程中，当升力和飞机的重量达到平衡，飞机抬前轮，减震支柱中的油-气弹簧推动轴向下延伸起落架。驱动轴向下的油-气弹簧是基于标准737设计的，其中包含可压缩氮气预压的活塞将不可压缩的油液通过孔口推出到减震支柱汽缸中。当氮气被压缩时，压力增加并推动汽缸，使减震支柱回弹，弹簧驱动摇臂以提供额外的长度。飞机着陆时，也需要起落架额外伸展的长度，保持飞机失速限制，而不是俯仰限制，此时系统反向运动。
二、创新性收缩机构使更大的起落架收入现有的起落架舱中
该设计另一至关重要的特征是，可以将更大的起落架收入现有的轮舱空间，大大降低了开发成本。
为了不更改主起落架舱，让新的起落架能收入原有的轮舱中，波音公司设计了一种创新型收缩机构，将起落架延伸部分与位于顶部的收缩连杆机构相结合，拉动起落架并将其收回到未改变几何形状的轮舱内。在收起起落架时，该收缩机构通过拉动构成主起落架支柱的两个同轴支柱的内部支柱，从而让起落架恢复到与NG和MAX系列其他型别起落架相同的位置，进而收回到相同的起落架舱中。此连杆机构由收缩系统驱动，该系统由一个线性液压驱动器、四连杆机构和步进梁机构组成，该机构将线性运动转换为旋转运动，同时将外部支柱拉起。
在确定可伸缩的737-10起落架构型之前，波音公司经历了多次设计迭代，并摒弃了早期维护繁重的设计理念。设计团队从公司的军机部门引进起落架设计专家，齐心协力使系统设计更可靠且足够坚固，足以承受与硬着陆相关的极限载荷。
波音公司一般设计的下降速率，在等于或小于最大着陆重量时为10英尺/秒，而大于最大着陆重量的下降速率为6英尺/秒。在极端情况下，“碰撞”会阻止油液聚集在一起，所以一个关键的问题是设计能否充分地保持载荷传递路径。动力学建模研究表明起落架主要结构锻件有失效的可能，因此对锻件进行增强，并研制了一台在极限着陆条件下进行起落架循环落震试验的系统。
团队还设计了试验来验证弹簧的工作情况，并且平衡了气体弹簧工作特性曲线，验证了负载是可承受的，摇臂和止动器集成设计都是合理且符合要求的，该设计也综合考虑了新机轮和增强型碳刹车，可以承受737-10更大的重量。
随着关键设计评审（CDR）的完成，说明详细设计阶段的工作进展顺利。目前，该飞机已完成用于启动生产所需的超过70％的详细发图和需求定义工作。有些部件、特别是起落架的大型锻件，已经提前发布。第一架飞机起落架的锻件正在制造，预计2019年会加速生产，计划于2019年年底前首飞，2020年投入商业运营。
（航空工业发展研究中心 王妙香）
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