Il carrello di atterraggio

[FAS]

un breve resoconto sul landing gear..........

Il carrello é di fondamentale importanza per l'operativitá di un velivolo.
Focalizzo subito l'attenzione sui suoi requisiti di progetto e sulle condizioni operative.

Durante il volo il carrello di atterraggio non é altro che un peso morto. Per questo motivo, volume e peso devono avere valori molto bassi per non influenzare le performance del velivolo. La massa del carrello (compreso di cerchio e pneumatico) tipicamente corrisponde ad una percentuale compresa tra il 6 ed il 10 percento del MEW (Manufacturing Empty Weight). Abbiamo NLG (nose landing gear) e MLG (main landing gear).

Il carrello deve esssere anche retrattile in maniera tale da non disturbare l'aerodinamica del velivolo. Allo stesso modo il fairing a corredo del suo vano deve essere minimo.
Per poter ottenere queste particolari condizioni é necessario avere dei meccanismi di retrazione ed estenzione che sono molto complicati in termini di ingegneria e di manutenzione.
Quando il carrello é retratto, il suo ingombro deve essere minimo in maniera tale da non interferire con la zona cargo.

Il carrello deve assicurare anche determinate performance al suolo in particolare nella fase di decollo. Infatti per permettere una buona rotazione della macchina durante il decollo 10°-15° di pitch, questo deve essere installato in aree geometriche particolari. Da aggiungere a tutto ció che dalla posizione dei carrelli dipende anche la clearance dei motori rispetto alla pista quando ovviamente l'aereo é al suolo. Le ruote (limite della circonferenza del pneumatico) del main landing gear devono essere il piu vicino possibile al centro di gravitá dell'aereo nella direzione longitudinale. Allo stesso tempo bisogna garantire al nose landing gear un carico sufficiente per prevenire appoppamenti e garantire al velivolo di essere "direzionato" al suolo.
Lo stesso NLG (nose landing gear) deve avere la giusta lunghezza di gamba per avere una attitudine statica tale da avere il giusto angolo d'attacco durante il decollo.

Nei liner il carrello deve poter assorbire l'energia cinetica di un atterraggio con una velocitá verticale di 12 fps con un range di velocitá al suolo tra i 200 ed i 300 chilometri orari.
Al touch down, quindi, le ruote subiscono uno spin up notevole che provoca un carico enorme sulla struttura del carrello.
Ovviamente é decisivo per il design di un carrello e di tutte le parti dell'airframe dove é montato (ala e fusoliera) il carico verticale da smaltire.
Anche durante le operazioni al suolo (towing, braking, jacking ect etc) il carico sul carrello che poi arriva a smorzarsi parzialmenteanche nella struttura é notevole ed influisce sul disegno della macchina.


La vita di un carrello si conta attraverso il numero di voli che si effettuano. Gli attuali requisiti di design impongono il limite di 90 000 voli sicuri (senza che avvenga nessuna rottura, rimanendo nei limiti imposti di normale operazione di volo). In termini di anni considerando un uso medio della macchina, siamo sui 30 anni. Quindi bisogna progettare il carrello in maniera tale da non avere sostituzioni di parti strutturali principali per 90 000 atterraggi. (inclusi touch and go di addestramento)
Ovviamente sono esclusi dal conto, i dischi dei freni e gli pneumatici; che devono essere sostituiti ad intervalli regolari. (tra i 100 ed i 1000 atterraggi).
Molte compagnie aeree utilizzano le loro macchine anche 24 ore al giorno, quindi esistono minimi intervalli per la manutenzione di linea. Da qui deriva la necessitá di ridurre i costi di manutenzione die carrelli durante la loro progettazione.

...in tema di pneumatici:
Per gli appassioanti dei numeri…su un pneumatico con un diametro di circa 1.2 metri si ha un limite di carico verticale di circa 250kN.

Per avere delle caratteristiche di buon rotolamento della ruota e per diminuire i danni sulla superfice delle piste, le ruote devono avere una grande area di contatto ed una grande possibilitá di deflessione. Quindi si devono rispettare condizioni molto severe: grande deflessione delle ruote, capacitá di assorbire gransi carichi, e possibilitá di rotolare ad alte velocitá.


Il landing gear deve risentire il meno possibile delle vibrazioni e delle instabilitá dinamiche dovute alla sua vita operativa.
Il comfort non é un target, ma prevale come requisito minimo specie per i pax.

Le vibrazioni possono
essere causate dai freni, in combinazione con l'anti-skid. Inoltre spesso le ruote non sono bilanciate.
Inoltre possono verificarsi casi di SHIMMY dovuti all'interazione tra il carrello stesso ed il comportamneto dinamico delle ruote.

Importante é notare che durante lo sviluppo di un carrello non possono esserci prototipi ma il progetto deve essere sin dal primo momento quello giusto, quesot per via die costi elevati ed il numero basso di elementi prodotti
Al momento sono utilizzati modelli matematici per lo sviluppo die carrelli che tenendo conto dei carichi, verificano i livelli di stress agenti, la vita a fatica, ed analizzano anche le motion di retrazione per testare la bontá dei meccanismi. Qusti calcoli vengono poi verificati con die test che allo stesso tempo servono per validare la struttura con le sue caratteristiche di smorzamento a velocitá di discesa molto elevate. Test di fatica su icarrelli possono andare avanti per anni, in parallelo al normale uso del primo carrello prodotto.

[geostazionario]

Grazie, sempre interessante.

[N176CM]

Molto interessante, grazie!

[Prisucci89]

guida molto bella!!
PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione
PPS: se qualcuno ha modo di vedere in università al Politecnico di Milano dentro i laboratori CLASD (falco) abbiamo dei macchinari proprio per testare i carrelli e il loro comportamento durante il touch down.

comunque giusto per dare 1 o 2 numeri, il sistema di "carelli" di un aereo di linea medio come Peso si avvicina o supera quello del sistema propulsivo.

[DragonFly]

guida molto bella!!
PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione
PPS: se qualcuno ha modo di vedere in università al Politecnico di Milano dentro i laboratori CLASD (falco) abbiamo dei macchinari proprio per testare i carrelli e il loro comportamento durante il touch down.

comunque giusto per dare 1 o 2 numeri, il sistema di "carelli" di un aereo di linea medio come Peso si avvicina o supera quello del sistema propulsivo.

OT: ahhhhh il lab del Poli!!!
In 5 anni soltanto visti e utilizzati poco o niente....le tasse però aumentavano regolarmente da un anno all'altro.

[Prisucci89]

guida molto bella!!
PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione
PPS: se qualcuno ha modo di vedere in università al Politecnico di Milano dentro i laboratori CLASD (falco) abbiamo dei macchinari proprio per testare i carrelli e il loro comportamento durante il touch down.

comunque giusto per dare 1 o 2 numeri, il sistema di "carelli" di un aereo di linea medio come Peso si avvicina o supera quello del sistema propulsivo.

OT: ahhhhh il lab del Poli!!!
In 5 anni soltanto visti e utilizzati poco o niente....le tasse però aumentavano regolarmente da un anno all'altro.

certo, solo gli eletti ricercatori e l' Ing. Rubini possono usarle!

[DragonFly]

guida molto bella!!
PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione
PPS: se qualcuno ha modo di vedere in università al Politecnico di Milano dentro i laboratori CLASD (falco) abbiamo dei macchinari proprio per testare i carrelli e il loro comportamento durante il touch down.

comunque giusto per dare 1 o 2 numeri, il sistema di "carelli" di un aereo di linea medio come Peso si avvicina o supera quello del sistema propulsivo.

OT: ahhhhh il lab del Poli!!!
In 5 anni soltanto visti e utilizzati poco o niente....le tasse però aumentavano regolarmente da un anno all'altro.

certo, solo gli eletti ricercatori e l' Ing. Rubini possono usarle!

veroo! però dimentichi Janszen!
Sorry, fine OT se no ci ammazzano.

[Prisucci89]

guida molto bella!!
PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione
PPS: se qualcuno ha modo di vedere in università al Politecnico di Milano dentro i laboratori CLASD (falco) abbiamo dei macchinari proprio per testare i carrelli e il loro comportamento durante il touch down.

comunque giusto per dare 1 o 2 numeri, il sistema di "carelli" di un aereo di linea medio come Peso si avvicina o supera quello del sistema propulsivo.

OT: ahhhhh il lab del Poli!!!
In 5 anni soltanto visti e utilizzati poco o niente....le tasse però aumentavano regolarmente da un anno all'altro.

certo, solo gli eletti ricercatori e l' Ing. Rubini possono usarle!

veroo! però dimentichi Janszen!
Sorry, fine OT se no ci ammazzano.

ultimo OT: sisi che me lo ricordo bene, l'esame orale me l'ha fatto lui

[JT8D]

La finiamo con l'OT, dato che delle vostre vicende universitarie non penso che interessi molto agli utenti ?
Esistono gli mp per queste cose !!

Paolo

[Big_Teo]

grazie 1000 FAS per aver pubblicato questo interessantissimo resoconto sul landing gear!!!

[JT8D]

A titolo esemplificativo allego due immagini, relative al MLG e al NLG dell'A320





Paolo

[Nataluc]

Qualcuno sa dirmi in cosa consiste il lavoro di revisione landing gear?Come viene svolto?Da chi?In che modo?grazie ciao

[FAS]

PS: mi aspettavo più riferimenti a momenti di inerzia e momenti angolari di rotazione

se vuoi ne possiamo parlare….dai tu l'input

per alcuni potrebbero risultare argomenti tediosi, di puro calcolo

Qualcuno sa dirmi in cosa consiste il lavoro di revisione landing gear?Come viene svolto?Da chi?In che modo?grazie ciao

Il carrello in occasione dei depot level maintenance viene rispedito per l'overhaul alla casa costruttrice oppure a qualche source of repair certificata.

Vengono controllati i componenti idromeccanici, elettrici i freni e tutte le parti costituenti. Si controlla la presenza di possibili danni e la eventuale formazione di corrosione. è un grande lavoro…se hai qualche domanda specifica procedi pure.

[giangoo]

vorrei solo aggiungere che alcuni carrelli (come ad es quello del An-225, An-124) devono anche poter "inginocchiare" l'aereo per favorire le operazioni di carico-scarico.

[87Nemesis87]

vorrei solo aggiungere che alcuni carrelli (come ad es quello del An-225, An-124) devono anche poter "inginocchiare" l'aereo per favorire le operazioni di carico-scarico.

come fanno a far inginocchiare un bestione come l'an-225?

[giangoo]

hanno un sistema a "vite senza fine". C'e' un video sul Tubo (mi sembra sia "superstructures an 225) dove si vede il meccanismo in azione per un brief momento. Fa un tantino impressione vederlo quando si rialza una volta carico.
Altra info sui carrelli, quelli del an124 permettono l'atterraggio su piste non asfaltate. Apparentemente non ci hanno ancora provato col 225.

[anonymous12345]

vorrei solo aggiungere che alcuni carrelli (come ad es quello del An-225, An-124) devono anche poter "inginocchiare" l'aereo per favorire le operazioni di carico-scarico.

come fanno a far inginocchiare un bestione come l'an-225?

Aprono il muso..

dallo spessore della pancia, dove si appoggia il muso quando è chiuso, scendono due corte gambe che fanno da appoggio..

come han detto sopra i carrelli anteriori sono ancorati a 2 viti senza fine, queste girando piegano in avanti le gambe dei carrelli mano a mano che la gamba si allontana dalla verticale il punto di rotazione ( e quindi l'aereo) si avvicinano a terra..

Non son sicuro se è lo stesso meccanismo che fà retrarre il carrello dopo il decollo.. ppensso di si..



per i carrelli posteriori non sò se c'è un meccanismo particolare e semplicemente si comprimono/estendono i normali ammortizzatori..

[topgun84]

vorrei solo aggiungere che alcuni carrelli (come ad es quello del An-225, An-124) devono anche poter "inginocchiare" l'aereo per favorire le operazioni di carico-scarico.

come fanno a far inginocchiare un bestione come l'an-225?

Aprono il muso..

dallo spessore della pancia, dove si appoggia il muso quando è chiuso, scendono due corte gambe che fanno da appoggio..

come han detto sopra i carrelli anteriori sono ancorati a 2 viti senza fine, queste girando piegano in avanti le gambe dei carrelli mano a mano che la gamba si allontana dalla verticale il punto di rotazione ( e quindi l'aereo) si avvicinano a terra..

Non son sicuro se è lo stesso meccanismo che fà retrarre il carrello dopo il decollo.. ppensso di si..



per i carrelli posteriori non sò se c'è un meccanismo particolare e semplicemente si comprimono/estendono i normali ammortizzatori..

Fa leggermente impressione!

[anonymous12345]

in effetti si... a vederlo è impressionante... anche vedere quello che ci puoi infilare..

[FAS]

in effetti si... a vederlo è impressionante... anche vedere quello che ci puoi infilare..

qua si va sul fetish

beh
feticismo tecnologico

[anonymous12345]

in effetti si... a vederlo è impressionante... anche vedere quello che ci puoi infilare..

qua si va sul fetish

In effetti.... quando ci caricano gli elicotteri dell'Agusta.... visto di lato ha un non sò che di erotico..

[87Nemesis87]

è davvero incredibile....grazie mille...chissà gli sforzi che devono sopportare quei carrelli mentre si abbassano e alzano...

[anonymous12345]

visto che siamo in argomento...

Il sistema che fà inginocchiare il carrello del An-124 (le viri senza fine) è lo stesso che lo retrae dopo il decollo o sono due sistemi separati??

lo chiedo perchè nelle manovre a terra è molto lento, però potrebbe trattarsi di un sistema a due velocità (lenta: uso a terra > veloce: uso in volo)...

[FAS]

parlate del sistema di KNEELING
è un sistema idraulico ed ha diverse funzioni tra che le quali l'inginocchiamento statico: quando il velivolo è fermo al suolo, il sistema permette di alzare o abbassare il piano di carico per le operazioni di carico

[Toeloop]

Una domandina che avrei voluto fare già da tempo ma che non sapevo dove mettere: guardando i vari MLG dei wide body sulla base di cosa viene decisa l'inclinazione del carrello? Ad esempio il 767 sembra fatto in modo che tutte le ruote vadano a toccare insieme il suolo, mentre, ad esempio, il 330, o i carrelli interni del 747, sembrano fatti per fare un touch down "progressivo" (scusatemi, sono assolutamente un profano di meccanica, fisica ecc. ecc.).
La stessa Boeing (penso pure Airbus) ha usato principi ben diversi per ogni modello di aereo (ovviamente quelli con il MLG con due ruote non fanno testo). Ci sono vantaggi/svantaggi tra un metodo e l'altro?

[FAS]

Una domandina che avrei voluto fare già da tempo ma che non sapevo dove mettere: guardando i vari MLG dei wide body sulla base di cosa viene decisa l'inclinazione del carrello? Ad esempio il 767 sembra fatto in modo che tutte le ruote vadano a toccare insieme il suolo, mentre, ad esempio, il 330, o i carrelli interni del 747, sembrano fatti per fare un touch down "progressivo" (scusatemi, sono assolutamente un profano di meccanica, fisica ecc. ecc.).
La stessa Boeing (penso pure Airbus) ha usato principi ben diversi per ogni modello di aereo (ovviamente quelli con il MLG con due ruote non fanno testo). Ci sono vantaggi/svantaggi tra un metodo e l'altro?

Allora la funzione del carrello é quella di dissipare energia cinetica dovuta alla velocitá verticale durante la manovra di atterraggio e quella di dare manegevolezza e stabilitá alla macchina durante le manovre al suolo.
Per entrambi i motivi bisogna distribuire i carichi derivanti da queste due manovre in maniera adeguate in maniera tale da non far soffrire la struttura. Allora si preferisce distribuire il carico su piú gambe che a loro volta scaricano o sull' ala o sul cassone centrale dell'ala inglobato nella fusoliera (e quindi sulla fusoliera).

É molto importante, quindi, anche distribuire bene i carichi di appoggio al suolo (i famosi pavement bearing loads)…per evitare di lascaire crateri sulla pista…e quindi non bisogna concentrare nello stesso punto della pista troppa forza (o energia a seconda dell'approccio). Quindi un sano desing richiede anche la presenza di piu assi ruota (bogie) che devono essere ben spaziati tra di loro ed accoppiati a delle ruote del giusto diametro.
Domande?

[anonymous12345]

Credo, FAS, che Toeloop voglia sapere come mai, nei carrelli a 4 o 6 ruote, alcuni facciano toccate tutte le ruote insieme mentre altri facciano toccare prima le posteriori e poi le altre...

[FAS]

Credo, FAS, che Toeloop voglia sapere come mai, nei carrelli a 4 o 6 ruote, alcuni facciano toccate tutte le ruote insieme mentre altri facciano toccare prima le posteriori e poi le altre...

distribuzione del carico.....a seconda del design si preferisce scaricare prima sull'ala e poi sulla fusoliera o viceversa....tutto qui

[Toeloop]

Grazie per la risposta.

[Typhoon]

.....Lo stesso NLG (nose landing gear) deve avere la giusta lunghezza di gamba per avere una attitudine statica tale da avere il giusto angolo d'attacco durante il decollo. ......

appena ho letto questo concetto mi è immediatamente balzato alla mente l' A330...

[FAS]

.....Lo stesso NLG (nose landing gear) deve avere la giusta lunghezza di gamba per avere una attitudine statica tale da avere il giusto angolo d'attacco durante il decollo. ......

appena ho letto questo concetto mi è immediatamente balzato alla mente l' A330...

la versione F???

[Typhoon]

No no...il 330 pax...

ha un muso piantato avanti che è una bellezza...