飛機降落時為什麼要後輪先著地?


飛機的起落架布局分為「前三點」和「後三點」式樣。

前三點式的典型是現在絕大多數的軍機與民機,兩個後主輪,一個前輪,後主輪在機身重心之後:

後三點式則相反,兩個主輪在前,機尾一個小後輪,大多在二戰及之前的飛機上出現:

三點布局無非是遵循「三個點確定一個平面」的幾何原理。從布局上看,早期飛機由於發動機前置,機頭重量較重,所以主輪在前;現代飛機發動機後置或使用懸掛式發動機布局,機身整體重心靠後,所以主輪也在後。重心在哪頭,出於基本的平衡原理,那一頭在降落的時候的機輪就必須先著地,否則就會倒栽蔥或者摔屁墩;而需要先著地的機輪,必然應該是堅固的、並且是成對的可以平衡機身左右方向的左輪。

所以,飛機降落時為什麼要後輪先著地?因為現代飛機基本都是前三點布局,重心在後,主輪在後,所以先著地,前輪僅起到在支撐和轉向作用;與之相反,老式的後三點布局的戰鬥機,在實際降落的時候,是前面兩個主輪先落地的,後輪是支撐與轉向。當然也有一些過去的飛行員在飛後三點飛機的時候是三點差不多同時降落的。

補充一個後三點式飛機降落的視頻,請注意是前輪先落地,隨後再放出後輪,機身全程是水平的, @沈一冰 的「降落一定要是仰角」一說是不成立的。

視頻地址:http://www.56.com/u79/v_NjY3MTMzMDg.html

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回來補充一句:其實大家都把這個問題理解複雜了。把原題換個思路理解成「飛機降落時為什麼要主輪先著地」就妥了……


前三點、後三點,都跟飛機的重心分布有關,至於為什麼前三點飛機用後輪接地,後三點飛機用前輪接地,其實準確地說應該叫:用主輪著地。

主輪的作用就跟房子的承重牆一樣,不能拆(轉彎),因為那是用來承受巨大重量的。前三點飛機的前輪和後三點飛機的後輪(非承重牆)才是用來轉彎的。

而且如果你找些照片來看的話就會明白,非主輪的輪胎一般比主輪少而小,支柱也細得多。

打個比方,你從兩米高的地方往下面的水泥地上跳下來,你是打算用腳著地呢還是打算用臉著地呢?

當然,用臉著地這種事兒,還得是人家皮糙肉厚的老毛子才敢幹!

視頻封面伊爾76瘋狂前輪降落視頻


剛才洗澡的時候想了一下這個問題,關於起落架的說法是不對的。

為了簡化問題,我們假定飛機行進的時候,風從前向後吹,並且是水平方向。這個時候,忽略飛機機身的空氣阻力以及起落架等部分的摩擦,飛機主要受兩個力,一個是自身的重力,一個是風吹過機翼的時候,在機翼上產生的升力。

據我觀察,民航飛機的機翼基本是水平方向的。為了使飛機正常飛行,必須有一個向上的升力來抵消飛機自身的重力,如下圖,左圖是飛機機頭向上的情況,產生的升力是向上的;而右圖是飛機機頭向下的情況下,這個「升力」是向下的。而飛機在平飛的時候,由於機翼自身形狀的關係,也能產生向上的升力。

所以,飛機降落的時候,我們需要的是緩慢下降,所以需要一個向上的升力(並且小於等於飛機自身的重力)來抵消大部分的重力,這樣才能使得飛機緩慢下降。如果選擇右邊的那種姿態降落,也就是前輪(起落架)先著地,那麼就是飛機自身的重力加上這個向下的壓力,把飛機迅速的壓在地上,而因為機翼產生的升力是會大於重力的,所以這個向下的壓力大小應該可以和重力相當,也就是說這個情況下的加速度有可能達到2g,比把飛機從天上直接扔下來還可怕。


後輪著地以後飛機可以圍繞機翼旋轉慢慢放下機頭;前輪找地後飛機好像沒法做出圍繞機頭旋轉放下機尾的動作。

如果著陸失敗應該也方便直接拉起起飛吧


基於現代噴氣機的尺寸和速度,

第一,力學告訴我們,如果在垂直方向上勻速下降,那麼此時重力須和升力相等,所以飛機降落必須以仰角,如果是俯角,那麼就會加速向地面砸去,砰!這就是墜毀了。所以前面的所有答案都不確切,正常降落根本不可能以俯角進行,並不涉及重心晃動之類。

第二,主要的減速過程靠發動機反噴和減速板全開,你真的指望一架地速近300km/h,上百噸的龐然大物靠這麼幾個細小的機輪來減速嘛- - 這個時候如果能用剎車的話估計直接就咔嚓斷掉了。


前頭先著地的是導彈


以上回答都不對,飛機降落時後輪先著地是為了掌握平衡,換句話說就是「後輪先剎車」。這跟高速飛馳的汽車、山地自行車原理一樣,轎車一般沒有前剎,山地車自行車飛馳的時候如果前輪突然抱死,你就朝前翻車了;同理,飛機如果前輪先著地,前輪會受到地面很大的瞬時阻力,輕型的高速戰鬥機也許會失去平衡往前翻滾,大型客機一般前輪會爆胎或者前起落架直接斷掉。


飛機著陸時,由於跑道長度、輪胎承受能力等因素,要求飛行速度比較小。在較小的速度下提供和以往相同的升力,就要有較大的升力係數。增加升力係數有兩種途徑:改變機翼構型,放襟翼;或者是增大迎角。負仰角情況下的迎角所帶來的升力係數無法滿足小速度的需要,必須是正仰角下的迎角。增大迎角就要抬高機頭,於是後面的輪子先接地。

以上是後三點式飛機的情況。

對於主輪在前的飛機(比如安2),其著陸時仰角也較大,但是後輪較高(較短),所以著陸時機頭高抬但前輪接地。


方便復飛


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