ДВЕРЬ ДЛЯ ОТКРЫТИЯ И ЗАКРЫТИЯ ДВЕРНОГО ПРОЕМА В ВОЗДУШНОМ СУДНЕ
AIRCRAFT DOOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к двери для открытия и закрытия дверного проема в воздушном судне.
Уровень техники
Конструкция воздушного судна обычно включает в себя определенное количество дверей, таких как пассажирские двери, двери багажного отсека, дверь (или люки) для технического обслуживания и двери опор шасси. При открытии таких дверей они обеспечивают доступ к внутренним частям воздушного судна, а при закрытии соответствуют по форме окружающей конструкции воздушного судна. Для многих таких дверей важно то, чтобы в процессе открытия и в открытом положении они не ударялись, не защемляли или иным нежелательным образом не касались других частей конструкции воздушного судна. Более того, когда воздушное судно находится на земле, двери не должны ударяться о землю или другие вспомогательные конструкции, такие как грузовые трапы или платформы обслуживания. Например, в любых эксплуатационных режимах воздушного судна двери опоры шасси должны обеспечивать зазор с землей, с опорой шасси и с расположенной симметрично противоположной дверью опоры шасси.
Проблема возникает в том случае, когда дверь достаточно велика по размеру, а расстояние до других конструкций воздушного судна относительно мало. Например, если дверь представляет собой дверь опоры шасси, расстояние до поверхности земли может быть маленьким, и дверь может быть повреждена при контакте с землей. Одно решение заключается в том, чтобы предусмотреть дверь из двух частей, которая складывается для того, чтобы обеспечить необходимый зазор. Такие двери, используемые для опоры шасси, обычно складываются внутрь, по направлению к опоре шасси, и в этом случае могут потребоваться дополнительные устройства, которые будут обеспечивать выпуск опоры шасси без возникновения помех со стороны двери. Более того, сама процедура складывания двери и необходимый для этого механизм могут быть сложными.
Раскрытие изобретения
Вариант осуществления изобретения предусматривает дверь для открытия и закрытия дверного проема в воздушном судне, которая включает в себя:
первый дверной элемент, который присоединен с возможностью вращения к конструкции воздушного судна в первой точке крепления;
второй дверной элемент, который присоединен с возможностью вращения к первому дверному элементу;
третий дверной элемент, который присоединен с возможностью вращения ко второму дверному элементу;
первый элемент механической связи, который присоединен с возможностью вращения к первому и третьему дверным элементам;
второй элемент механической связи, который присоединен с возможностью вращения ко второму дверному элементу и к конструкции воздушного судна во второй точке крепления. Дверные элементы и элементы механической связи скомпонованы так, что они образуют одну дверь в закрытом положении, и соединены между собой так, что перемещение в открытое положение первого дверного элемента, которое имеет характер вращения вокруг первой точки крепления, приводит, по существу, к одновременному перемещению второго и третьего дверных элементов в соответствующие открытые положения.
Каждый дверной элемент может иметь наружную поверхность и внутреннюю поверхность с противоположной стороны. При этом наружная поверхность, при нахождении двери в закрытом положении, расположена так, что она по существу соответствует форме обшивки воздушного судна, а перемещение дверных элементов в открытое положение ведет к относительному вращению наружной поверхности первого дверного элемента в направлении наружной поверхности второго дверного элемента и относительному вращению внутренней поверхности второго дверного элемента в направлении внутренней поверхности третьего дверного элемента. Второму дверному элементу может быть придана форма, соответствующая форме проема на краю первого дверного элемента, с тем чтобы он занимал место, по существу, в пределах этого проема при нахождении двери в закрытом положении. Первый элемент механической связи может быть присоединен с возможностью вращения к первому дверному элементу при помощи перемычки. Перемычка перекрывает проем, что позволяет первому элементу механической связи перемещаться в пределах проема во время открытия двери. Элементы механической связи и дверные элементы могут быть присоединены друг к другу с возможностью вращения вокруг нескольких по существу параллельных осей.
Дверные элементы и первый элемент механической связи могут образовывать шарнирный четырехзвенник, который закреплен в первых точках крепления и приводится в движение вторым элементом механической связи. Функцию каждого элемента механической связи могут обеспечивать несколько таких элементов механической связи. Дверные элементы могут быть присоединены друг к другу с возможностью вращения при помощи одного или более шарнирных механизмов. Первая точка крепления может быть размещена так, чтобы при нахождении двери в открытом положении по меньшей мере часть первого дверного элемента находилась в корпусе воздушного судна. Во время открывания двери скорость вращательного движения второго и третьего дверных элементов может быть вдвое выше скорости вращательного движения первого дверного элемента. Величина радиального смещения второй точки крепления относительно первой точки крепления определяет амплитуду движения второго и третьего дверных элементов. Окружное положение второй точки крепления на дуге, описанной вокруг первой точки крепления, может определять величину относительного перемещения первого и второго дверных элементов. Функциональная ось второго элемента механической связи может быть по существу перпендикулярна плоскости, содержащей первую и вторую точки крепления, когда дверь закрыта, и по существу параллельна этой плоскости, когда дверь открыта.
Другой вариант осуществления предусматривает дверь для открытия и закрытия дверного проема в воздушном судне. Дверь включает в себя первый, второй и третий дверные элементы, соединенные друг с другом с возможностью вращения и скомпонованные так, чтобы обеспечить перемещение из закрытого положения, в котором элементы расположены в обшивке воздушного судна, по существу, в линейной конфигурации, в открытое положение, в котором элементы расположены в сложенной конфигурации, причем второй и третий дверные элементы расположены, по существу, выше нижней кромки первого дверного элемента.
Краткое описание чертежей
Далее в тексте будет представлено подробное объяснение изобретения со ссылкой на примерный вариант осуществления, проиллюстрированный на чертежах.
Фиг.1 показывает вид сбоку воздушного судна, стоящего на земле;
Фиг.2 показывает двери опоры шасси воздушного судна по фиг.1 в закрытом положении;
Фиг.3 подробно показывает дверь опоры шасси по фиг.2; и
Фигуры 4, 5 и 6 далее подробно показывают дверь опоры шасси по фиг.2, объясняя ее работу.
Осуществление изобретения
Согласно фиг.1 стоящее на земле 102 воздушное судно 101 включает в себя фюзеляж 103 и крылья 104. Крылья 104 плавно сопрягаются с фюзеляжем 103 при помощи подфюзеляжного обтекателя 105. Воздушное судно 101 стоит на земле 102, опираясь на главную опору 106 шасси и носовое колесо 107. Во время полета главная опора 106 шасси убрана в крылья 104 и фюзеляж 103 воздушного судна 102 и закрыта дверями 108 опоры шасси.
Согласно фиг.2 главная опора 106 шасси включает в себя стойку 201, шарнирно прикрепленную к внутренней конструкции крыла 104. Стойка 201 служит опорой для колес 202 и закреплена на шарнире, что позволяет опоре 106 шасси совершать поворотное движение между выпущенным положением, показанным на фиг.1, и убранным положением, показанным на фиг.1 пунктирной линией. Опору 106 шасси убирают в нишу 203, которая расположена по размаху крыла, и проходит от центральной части фюзеляжа 103 в подфюзеляжном обтекателе 105 до крыла 104. Тот участок ниши 203, который находится в подфюзеляжном обтекателе 105, закрыт дверью 108 главной опоры шасси, причем дверь состоит из трех дверных элементов. Тот участок ниши 203, который находится в крыле, закрыт дверью 204 крыла, которая в настоящем варианте осуществления включает в себя один дверной элемент. Дверь 108 опоры шасси скомпонована так, что обеспечивает достаточный зазор между дверью 108 опоры шасси и землей, опорой шасси и расположенной симметрично противоположной дверью (не показана) в любых эксплуатационных режимах.
На фиг.3 дверь 108 опоры шасси показана более детально. На фиг.3, где элементы образуют один из комплектов функционально дублирующих друг друга элементов, для ясности обозначен только один элемент комплекта. Дверь 108 главной опоры шасси включает в себя три дверных элемента в виде панелей 301, 302, 303, которые все вместе образуют структуру, форма которой соответствует форме отверстия в наружной обшивке подфюзеляжного обтекателя 105. Второй дверной элемент 302 занимает место в проеме первого дверного элемента 301, а третий дверной элемент 303 присоединяется ко второму дверному элементу 302. Первый дверной элемент или панель 301 поддерживается комплектом из трех жестких кронштейнов 304, прикрепленных одним своим концом к внутренней конструкции 305 воздушного судна 101, внутри ниши 203 опоры шасси. Другие концы жестких кронштейнов 304 прикреплены с возможностью вращения к первому дверному элементу 301 при помощи первого комплекта шарнирных пальцев 306. Силовой привод двери в виде подъемника 307 присоединен между первым дверным элементом 301 и конструкцией 305 воздушного судна. Подъемник 307 присоединен с возможностью вращения к конструкции 305 воздушного судна при помощи второго шарнирного пальца 308 и к первому дверному элементу 301 при помощи третьего шарнирного пальца 309, выполняя свои функции посредством двух подкосов 310.
Второй дверной элемент 302 поддерживается первым дверным элементом 301 посредством второго комплекта жестких кронштейнов 311, прикрепленных ко второму дверному элементу 302, которые могут совершать вращательное движение относительно первого дверного элемента 301 благодаря четвертому комплекту шарнирных пальцев 312. Жесткие кронштейны 311 второго комплекта имеют S-образную форму, что позволяет второму дверному элементу 302, перемещаясь в процессе открытия, полностью выходить из проема в первом дверном элементе 301, в котором он занимает место при нахождении двери 108 в закрытом положении.
Третий дверной элемент 303 поддерживается вторым дверным элементом 302 посредством третьего комплекта жестких кронштейнов 313 и способен совершать вращательное движение относительно второго дверного элемента 302 благодаря пятому комплекту шарнирных пальцев 314. Третий дверной элемент 303 также присоединен к первому дверному элементу 301 при помощи первого комплекта соединительных элементов 315. Соединительные элементы 315 могут совершать вращательное движение относительно третьего дверного элемента 303 благодаря шестому комплекту шарнирных пальцев 316 и могут совершать вращательное движение относительно первого дверного элемента 301 благодаря седьмому комплекту шарнирных пальцев 317. Шарнирные пальцы 317 седьмого комплекта установлены на жесткой конструкции 318, имеющей вид перемычки, которая закреплена поперек проема в первом дверном элементе 301, в котором занимает место второй дверной элемент 302. Перемычка позволяет первому комплекту соединительных элементов 315 совершать движения в пределах проема в первом дверном элементе 301, освобождаемого вторым дверным элементом 302 во время открытия двери 108.
Второй комплект соединительных элементов 319 присоединен ко второму дверному элементу 302 и может совершать вращательное движение относительно него благодаря восьмому комплекту шарнирных пальцев 320. Кроме того, второй комплект соединительных элементов 319 присоединен с возможностью вращения к конструкции 304 воздушного судна с помощью девятого комплекта шарнирных пальцев 321. Оси всех комплектов шарнирных пальцев 306, 308, 309, 312, 314, 316, 317, 320 и 321 расположены в основном параллельно продольной оси воздушного судна 101. Благодаря соотношению размеров панелей и соединительных элементов, а также взаимному расположению шарнирных пальцев панели складываются таким образом, чтобы обеспечить требуемое расстояние до земли 102.
На фиг.4 показан вид спереди двери 108 главной опоры шасси в закрытом положении, когда второй дверной элемент занимает положение в проеме первого дверного элемента, а все три дверных элемента вместе, закрывая нишу 203 опоры шасси, соответствуют по форме внешней обшивке воздушного судна 101. Дверь 108 приводят в закрытое положение, приводя в действие подъемник 307, который втягивает первый дверной элемент 301 внутрь. Движение первого дверного элемента 301 внутрь через первый и второй комплекты соединительных элементов 315, 319 передается на второй и третий дверные элементы, в результате чего они занимают положения, соответствующие закрытой двери. Первый 301, второй 302 и третий 303 дверные элементы вместе с первым комплектом соединительных элементов 315 образуют шарнирный четырехзвенник. Этот шарнирный четырехзвенник приводят в действие с помощью второго комплекта соединительных элементов 319, которые прикреплены к конструкции 305 воздушного судна в точке, расположенной на удалении от шарнирного пальца 306 первого дверного элемента 301, и выполняют функцию базовой механической связи. Такая система с шарнирным четырехзвенником обеспечивает, по существу, одновременную передачу управляющего движения второго комплекта соединительных элементов 319, создаваемого подъемником 307, на каждый элемент шарнирного четырехзвенника, для того чтобы открыть или закрыть дверь 108.
На фиг.5 дверь 108 показана на полпути между ее закрытым положением, которое показано на фиг.4, и ее полностью открытым положением. В закрытом положении наружная поверхность каждого дверного элемента 301, 302, 303, по существу, соответствует форме обшивки упомянутого воздушного судна. Перемещение дверных элементов 301, 302, 303 в открытое положение вызывает относительное вращение наружной поверхности второго дверного элемента 302 по направлению к наружной поверхности первого дверного элемента 301, и относительное вращение внутренней поверхности второго дверного элемента 302 по направлению к внутренней поверхности третьего дверного элемента 303.
На фиг.6 дверь 108 показана в полностью открытом положении, в котором второй и третий дверные элементы расположены, по существу, выше нижней кромки первого дверного элемента 301. Второй комплект соединительных элементов 319 полностью вытолкнул второй дверной элемент 302 из проема в первом дверном элементе 301 для того, чтобы переместить наружные поверхности первого и второго дверных элементов в такое положение, где они окажутся на минимальном расстоянии друг от друга. Третий дверной элемент 303 повернут вторым дверным элементом 302 таким образом, что их соответствующие внутренние поверхности оказались на минимальном расстоянии друг от друга. Первый комплект соединительных элементов 315 теперь занял место внутри проема в первом дверном элементе 301, которое освободил второй дверной элемент 302.
Взаимное расположение первого комплекта шарнирных пальцев 306, которые образуют шарнир для первого дверного элемента 301, и девятого комплекта шарнирных пальцев 321, которые образуют точку крепления для второго комплекта соединительных элементов 319, определяет перемещение второго 302 и третьего 303 дверных элементов. Эти комплекты шарнирных пальцев 306, 321 относятся к конструкции 305 воздушного судна. Радиальное смещение первого комплекта шарнирных пальцев 306 относительно девятого комплекта шарнирных пальцев 321 определяет амплитуду движения, сообщаемого второму 302 и третьему 303 дверным элементам. Окружная координата девятого комплекта шарнирных пальцев 321 на дуге, описанной вокруг первого комплекта шарнирных пальцев 306, определяет величину относительного перемещения первого 301 и второго 302 дверных элементов. В рассмотренном выше варианте осуществления функциональная ось второго комплекта соединительных элементов 319 приблизительно перпендикулярна плоскости, содержащей первый комплект шарнирных пальцев 306 и девятый комплект шарнирных пальцев 321, когда дверь 108 закрыта (см. фиг.4), и приблизительно параллельна этой плоскости, когда дверь открыта (см. фиг.6). Такая конструкция обеспечивает относительно быстрое движение второго и третьего дверных элементов в начале открывания первого дверного элемента, и значительное замедление движения второго 302 и третьего 303 дверных элементов по мере приближения первого дверного элемента к полностью открытому положению. Такое взаимное перемещение дверных элементов позволяет сохранить достаточно большой зазор между дверью 108 и землей 102 во время открытия и закрытия двери 108.
Неравномерное деление двери 108 на первый дверной элемент 301 и два вспомогательных дверных элемента 302, 303 позволяет интегрировать основную панель в воздушное судно, как конструктивно, так и функционально, аналогично тому, как это делается для двери, состоящей из одной панели. Первый дверной элемент 301 предусматривает шарнирное соединение с конструкцией 305 воздушного судна, приводную систему 307 и конструкцию для крепления блокировочной системы для удержания двери 108 в закрытом положении. Таким образом, второй и третий дверные элементы, будучи освобождены от таких функций, имеют более простую конструкцию и легки в изготовлении.
В случае отказа приводных систем двери 108 или опоры шасси 106 необходимо, чтобы двери открывались от толчка со стороны опоры шасси 106. Этот процесс обычно называют гравитационным выпуском опоры шасси 106. В таком случае перемычка 318, прикрепленная к первому дверному элементу 301, позволяет опоре шасси 106 толчком переместить всю дверь 108 в открытое положение. Важно то, что перемычка размещена таким образом, что во время гравитационного выпуска опоры шасси последняя не защемляет перемычку 318 или другую часть двери 108. Более того, второй 302 и третий 303 дверные элементы перемещаются наружу автоматически, освобождая путь опоре шасси 106. Другими словами, опора шасси 106 не касается второго 302 или третьего 303 дверных элементов или относящихся к ним соединительных элементов 315, которые оказываются в стороне благодаря перемычке 318.
Как должно быть ясно специалистам в данной области, один или более комплектов шарнирных пальцев или шарнирных соединений и соединительных элементов в описанных выше вариантах осуществления могут быть заменены на одиночные шарнирные соединения или соединительные элементы. И, наоборот, в состав одного или более комплектов шарнирных пальцев или шарнирных соединений и соединительных элементов могут быть включены дополнительные шарнирные соединения или соединительные элементы. Кроме того, дверь 204 крыла может состоять из двух частей, одна из которых может быть прикреплена болтами к стойке 201, а вторая, меньшего размера, расположенная на верхнем конце стойки 201, может быть шарнирно закреплена на крыле. Подъемник 307 может быть прикреплен к первому дверному элементу 301 с помощью одного кронштейна, а не двух подкосов 310.
В других вариантах осуществления дверь представляет собой дверь пассажирского салона, дверь багажного отсека, дверь смотрового или эксплуатационного люка или другие двери на воздушном судне.
Несмотря на то что настоящее изобретение было объяснено путем описания вариантов его осуществления и несмотря на то что варианты осуществления были описаны в достаточной степени детально, в намерения заявителя не входит ограничить или иным образом сузить рамки прилагаемой формулы изобретения этими деталями. Специалисты в данной области без труда увидят дополнительные преимущества и пути модификации. Следовательно, изобретение в его более широких аспектах не ограничено конкретными деталями показательного устройства и способа, а также показанными и описанными иллюстративными примерами. Исходя из этого можно отойти от этих деталей, не отходя от предмета и характера общей концепции изобретения, представленного заявителем.