你见过飞机装上了“坦克履带”吗?
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发布时间：2023-06-22 07:09
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时间：2024-08-14 19:58
你见过飞机装上了“坦克履带”吗?
提到履带轮，人们首先想起的应该是坦克，宽阔的接地面可以使重达几十吨的坦克在松软的草地、泥潭、雪原上行驶，而飞机恐怕只能在坚固的柏油、水泥跑道上进行起降，即便战争年代没有优质的柏油跑道，工程师们也会使用各种重型工具将松软的土地或草地夯实，以保证飞机安全平稳的起降。也许还有人说，美国的C-17、俄罗斯的伊尔-76都可以在战区前线的野战机场、南极的冰原上起降，但不要忘记，C-17的主起落架共有12个轮胎，伊尔-76的主起落架轮胎更是多达16个，前起落架也有4个轮胎，可有效分摊机体对地面的压力。
但上世纪40年代，由于材料与加工工艺发展的限制，工程师们设计的起落架并不像今天这样结实，因此才有了此文的主角——XB-36履带式起落架。
冷战时期，为执行洲际轰炸任务，康维尔飞机制造公司为美国空军研发了一款超长航程战略轰炸机——B-36“和平缔造者”，该机是历史上投入量产的体型最大的活塞引擎飞机，也是翼展最大（约70米）的军用飞机，它无需改装便可挂载当时美国所有型号的核武器，9 700千米的航程与33吨的最大载弹量还使其成为全世界第一款可执行洲际轰炸任务的战略轰炸机。因体型巨大，美国甚至在其中一架B-36上加装了核动力装置，欲通过它探索核动力飞机技术。B-36取得的所有成绩，都源自它巨大的体积，而体积带来的重量问题，最终全部落在脚下——B-36需要一双大脚。
B-36空重约75吨，最大起飞重量186吨，这成就了该机原型机装配世界最大飞机轮胎的纪录。原型机XB-36主起落架采用单轮设计，这只轮胎直径达2.79米，宽0.91米，重约6吨，所用橡胶可以制造60只汽车轮胎。因单轮对跑道压力太大，XB-36被限制只能在制造地——沃斯堡机场，以及另外两个美国空军基地起降。在亨利·阿诺德将军的建议下，之后生产的B-36采用了4轮小车式起落架设计。但冷战时期为对苏联实施核威慑，该机需要适应更多机场环境，美国人脑洞大开，尝试为其安装履带式起落架，以使它满足不同跑道条件的起降需求。
原计划在1948年6月交付美国空军的B-36A量产型由于生产环节中出现问题，交付延迟，美国空军战略司令部只能将一架不具备作战能力的YB-36A原型机用以测试与机组培训。鉴于该机是当时世界上最重的飞机，1950年，美空军为这架飞机测试了由世界知名轮胎制造商——固特异公司设计的履带式起落架。
YB-36A单轮主起落架，通过人的对比可以看出它巨大的体型，该轮为高压子午线轮胎。
与日常见到的履带轮结构相似，YB-36A主起落架包括履带架、定位轮、支重轮、托链轮以及履带轮，但没有驱动轮。
位于起落架前向上方，通常为坦克履带主驱动轮的位置上，安装有一对采用开放式油压碟刹系统的制动轮，只不过这套碟刹系统要比现代汽车使用的碟刹效率强大得多，毕竟它要制动的是一架重量超过100吨、以速度300千米/小时降落的洲际战略轰炸机。主起落架每条履带有7组14个承重轮，4条履带共有56个，每个承重轮由掺有锆元素（可增强合金的耐腐蚀性）的镁合金制造，这使YB-36的地面压强降低至0.39兆帕，仅为小车起落架1.07兆帕的三分之一。
主起落架履带宽40厘米，厚度2.54厘米，周长7.01米，履带内侧有凸起高度2.54厘米的导轨。整条履带为橡胶材质，内部埋附22圈镀黄铜钢缆，最大可承受666千牛（约68吨）拉力。但正是这些复杂的结构，使履带式起落架比原有的小车式重了近2吨，达到9.2吨。
新的起落架装好后，试飞工作随即展开。1950年3月初，YB-36A在沃斯堡机场跑道上先后进行了低速、高速滑跑试验，3月29日，该机首次带着一双大脚离地升空。虽然飞机平稳地进行了起降，但履带式起落架在高速状态会发出音调极高的噪音。
当飞机以300千米/小时的速度在地面滑跑时，主起落架履带转一圈的时间仅为0.084秒，而承重轮的转速更高，转一圈仅为5毫秒甚至更低，因此28组承重轮、185个滚珠轴承高速旋转发出噪音难以避免。
因为此后的生产型B-36未采用履带式起落架，所以该设计的可靠性也没有得到验证。且不论复杂的轮组机构可靠性，单说履带，虽然可承受高达666千牛的拉力，但当履带转速高达每秒12.5圈时，内部埋附钢缆所承受的拉力与反复的弯曲应变就是一个大问题（圆形橡胶轮胎内埋的加强钢丝形态相对固定，受弯曲应变小）。
1950年8月，因美空军认为将YB-36A升级为标准型耗资巨大，决定将该机搁置在沃斯堡基地，该机于1952年1月30日正式退役，被拆解后变为基地的飞机消防训练教具。
其实除了YB-36A之外，B-50和C-82同期也进行了相关实验。而在此之前，由道格拉斯公司生产的A-20“浩劫”攻击机在1947年也进行过履带式主起落架测试，与YB-36A不同，A-20“浩劫”进行了完整的“非加固道面（草地）起降试验”。试验中，A-20安装着卡特彼勒公司生产履带式主起落架从标准跑道起飞，以约200千米/小时的速度在跑道旁的草地上平稳降落，随后又成功的进行了起飞测试。
因为A-20前起落架没有更换，所以滑跑时需稍微带杆抬头，以避免前轮陷入草地造成事故。A-20体型较小，因此履带式起落架的结构相对简单，每支履带组上仅有3个小承重轮、1个大承重轮和1个大定位轮，除履带内部轮组采用缓冲结构外，起落架支柱也采用鸭掌式设计，可极大减轻飞机在复杂道面受到的冲击。
履带式起落架的概念最初由詹·沃尔特·克里斯蒂提出，他在坦克履带设计领域成果丰富，极富名誉。图为安装履带起落架的A-20飞行时的照片，主起落架两条小腿十分可爱。
履带式起落架除机构复杂外，还有一个令飞机设计师郁闷的问题——需要修改起落架舱。因无论是YB-36A的固特异履带起落架，还是A-20的卡特彼勒起落架，都比正常的轮式大出很多，这需要对机腹空间做出修改，甚至重新设计。这对体积原本就不大的A-20攻击机的影响无疑很大。所幸这种设计最终没有投入量产。
随着科技的进步，人们对飞机起落架结构的设计越来越成熟，以米其林、固特异为领导的轮胎制造商给飞机提供了更多探索复杂道面环境的可能。
从伊尔-76运输机4列主轮设计到C-17、运20的2列3组主起落架设计，这些重达百吨的大家伙都可以更好的适应土地、草地、积水甚至冰面。化繁为简是航空器发展必经的过程，而履带式起落架，则是人们在探索旅途中一个有趣、且必经的过程。
