УСТРОЙСТВО УМЕНЬШЕНИЯ ДЛИНЫ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
DEVICE TO DECREASE AIRCRAFT UNDERCARRIAGE LENGTH

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству уменьшения длины шасси летательного аппарата.
Уровень техники
Когда шасси находится в выпущенном положении, перед своим подъемом оно имеет максимальную длину, так как амортизатор, которым оборудовано шасси, полностью растянут. Эта длина может быть больше длины отсека шасси. Поэтому шасси необходимо оборудовать устройством уменьшения длины, позволяющим ему зайти в отсек в конце подъема.
Известны различные устройства. Например, главное шасси самолета AIRBUS A340 оборудовано амортизатором, выполненным с возможностью перемещения в стойке шасси между выдвинутым положением, когда шасси выпущено, и убранным положением, когда шасси приходит в положение конца подъема, что позволяет уменьшить общую длину шасси без сжатия амортизатора.
Это устройство является сложным и тяжелым, так как оно требует выполнения амортизатора с возможностью перемещения скольжением в стройке. Кроме того, система тяг, управляющая перемещением амортизатора, подвержена воздействию всех нагрузок при приземлении, что требует ее соответствующей размерности.
В других устройствах уменьшения длины амортизатор сжимают для уменьшения общей длины шасси. Например, известны шасси, содержащие телескопическую штангу, нижний конец которой жестко соединен с подвижным штоком амортизатора, а верхний конец жестко соединен со стойкой, в частности, с точкой крепления, выполненной с возможностью перемещения на стойке между положением приземления и положением подъема. Когда шасси выпущено, крепление находится в положении приземления, в котором телескопическая штанга полностью выдвинута, чтобы амортизатор, в свою очередь, был полностью растянут. При приземлении телескопическая штанга сокращается одновременно со сжатием амортизатора. Во время убирания шасси крепление телескопической штанги плавно переходит в положение подъема, действуя тянущим усилием на телескопическую штангу, которая стремится сжать амортизатор и укоротить, таким образом, шасси. Перемещение крепления телескопической штанги из положения приземления в положение подъема можно осуществить разными способами. Можно использовать движение стойки подкоса во время убирания шасси или можно установить крепление телескопической штанги на рычаге, шарнирно соединенном со стройкой и соединенном с неподвижной точкой конструкции летательного аппарата при помощи тяги так, чтобы подъем шасси привел к повороту рычага, который заставляет телескопическую штангу переместиться из положения приземления в положение подъема.
В других устройствах уменьшения длины телескопическую штангу заменяют простым штоком, перемещающимся скольжением в опорном подшипнике, установленном подвижно на стойке с возможностью перемещения между положением приземления и положением подъема. Опорный подшипник перемещается, используя относительное движение по отношению к стойке во время убирания шасси.
Все эти различные устройства являются слишком сложными в выполнении, так как на стойке необходимо предусматривать специальные точки шарнирного соединения. Кинематика работы может быть очень сложной в разработке.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании устройства уменьшения длины, не требующего наличия специальных точек крепления на стойке шасси.
Поставленная задача решена в шасси летательного аппарата, содержащем стойку, выполненную с возможностью шарнирного соединения с конструкцией летательного аппарата, и нижнюю подвижную часть с установленными на ней колесами, при этом шасси дополнительно содержит устройство уменьшения длины шасси между выпущенным положением и убранным положением, при этом указанное устройство содержит первое и второе средства, соединенные друг с другом, при этом первое средство соединяется с нижней частью шасси или с подвижным элементом, соединенным с этой нижней частью во время ее движения относительно стойки, тогда как второе средство шарнирно соединено с конструкцией летательного аппарата так, чтобы во время подъема шасси второе средство приходило в положение упора до того, как шасси достигнет убранного положения.
Таким образом, во время первой части подъема перед приходом второго средства в положение упора, это второе средство поворачивается под действием первого средства за счет поворота шасси в его убранное положение. Затем приход второго средства в положение упора блокирует его и препятствует его дальнейшему повороту вслед за поворотом шасси. Эта блокировка создает тянущее усилие в первом средстве, которое тянет нижнюю часть шасси, в результате чего уменьшается длина этого шасси.
Устройство является намного более простым, чем известные устройства так как оно содержит всего два элемента. Кроме того, оно не требует никакой точки крепления на стойке. Кроме того, оно не содержит никакого перемещающегося скольжением элемента который является более сложным в обслуживании и в применении, чем шарнирные элементы.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показано шасси, оборудованное устройством уменьшения длины согласно частному варианту осуществления изобретения, при этом шасси находится в выпущенном положении, вид сбоку;
на фиг.2 показано шасси, изображенное на фиг.1, когда летательный аппарат находится на земле, вид сбоку;
на фиг.3 показано это же шасси, изображенное в начале подъема, вид сбоку
на фиг.4 показано это же шасси во время подъема в момент, когда первое средство приходит в положение упора, вид сбоку;
на фиг.5 показано шасси в конце подъема, когда оно находится в убранном положении, вид сбоку.
На всех фигурах отсек шасси показан схематично.
Осуществление изобретения
В данном примере устройство в соответствии с настоящим изобретением применяется для вспомогательного шасси летательного аппарата. Как показано на фиг.1 и как известно, шасси содержит стойку 1, шарнирно соединенную с конструкцией летательного аппарата вокруг оси X, в данном случае перпендикулярной к плоскости фигуры.
Внутри стойки перемещается скользящий шток 2, на нижнем конце которого установлена ось с колесами 3. Скользящий шток 2 образует один из элементов внутреннего амортизатора. В данном случае скользящий шток 2 показан в выдвинутом положении, которое он занимает, когда летательный аппарат находится в полете с выпущенным шасси.
Для обеспечения ориентации колес шасси, когда летательный аппарат находится на земле, стойку 1 оборудуют поворотной втулкой 4. Скользящий шток 2 свободно перемещается по поворотной втулке 4, но заблокирован во вращении относительно этой втулки. Для этого шасси снабжено двухзвенником 5 с верхним звеном 5А и нижним звеном 5 В, шарнирно соединенными между собой на уровне их вершин при помощи оси, называемой центральной осью. Верхнее звено 5А шарнирно соединено с поворотной втулкой 4, а нижнее звено 5В шарнирно соединено со скользящим штоком 2. В показанном положении все шарнирные оси двухзвенника 5 параллельны шарнирной оси Х стойки. Вращением поворотной втулки 4 управляет привод 6 ориентации, в данном случае гидравлический привод с зубчатой рейкой. Устойчивость шасси в показанном выпущенном положении обеспечивается складывающимся подкосом 7, при этом для упрощения фигуры показана только его продольная ось. Все это хорошо известно и указано только в качестве информации.
Согласно изобретению, шасси снабжено устройством 10 уменьшения длины, содержащим:
- первое средство 11 в виде удлиненной тяги, соединенное с центральной осью двухзвенника 5 посредством кардана 13. Для этого центральная ось двухзвенника выступает из него для установки на ней кардана 13;
- второе средство 12, шарнирно соединенное с конструкцией летательного аппарата, и установленное за первым средством, если смотреть в направлении подъема, и соединенное с первым средством 11 в точке А посредством шарового шарнира. В данном случае второе средство 12 имеет изогнутую форму.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением работает следующим образом. В положении, показанном на фиг.1, скользящий шток 2 находится в выдвинутом положении до упора, поэтому двухзвенник 5 и стойка образуют жесткий узел. Шасси плавно поднимается под действием не показанного подъемного привода, который заставляет шасси поворачиваться вокруг шарнирной оси X. Для этого, как изображено на фиг.3, привод разблокировки (не показан) предварительно нарушает линейность подкоса 7.
При этом узел шасси - устройство уменьшения длины кинематически ведет себя как система из трех шарнирно соединенных между собой элементов, два из которых (стойка 1 и второе средство 12) шарнирно соединены с неподвижной конструкцией (конструкция летательного аппарата), а третий элемент (образованный первым средством 11 и карданом 13) шарнирно соединен с двумя другими элементами. Узел свободно (и определенным образом) деформируется под действием подъемного привода, который заставляет шасси поворачиваться, при этом первое средство 11 поворачивается вперед вместе с шасси.
Подъем шасси продолжается до ситуации, показанной на фиг.4, в которой второе средство 12 приходит в положение упора в стойку 1. С этого момента поворот второго средства 12 заблокирован. При этом точка А шарнирного соединения второго средства 12 и первого средства 11 оказывается зафиксированной. Продолжение подъема способствует созданию в первом средстве 11 тянущего усилия, которое действует на двухзвенник 5 напряжением, стремящимся убрать скользящий шток 2 в стойку. 1, в результате чего уменьшается длина шасси.
Подъем продолжается до убранного положения, показанного на фиг.5, при этом длина шасси постепенно уменьшается. Во время этой последней части подъема второе средство 12 остается в положении упора в стойку. При этом отмечается, что в убранном положении длина L2 шасси меньше длины L1 шасси в выпущенном положении (показанном здесь пунктирной линией).
Участок стойки, в который упирается второе средство 12, образует криволинейную дорожку, выполняющую роль кулачка. Предпочтительно кулачок имеет круглый профиль с центром на шарнирной оси X, поэтому в конце подъема второе средство 12 сохраняет положение, в котором оно находилось во время своего прихода в положение упора в стойку 1. В варианте указанный кулачок может иметь переменный профиль. Например, можно завершить уменьшение длины переднего шасси до момента захождения колеса шасси в отсек летательного аппарата. В этом случае на стойке следует выполнить круглый профиль кулачка, кроме последнего участка подъема, который будет иметь такой профиль, при котором первое средство 11 больше не будет действовать тянущим усилием на двухзвенник 5 и который остановит уменьшение длины шасси. Таким образом, для этой последней части подъема профиль кулачка обеспечивает дополнительный поворот второго средства 12.
Следует отметить, что в ситуации, показанной на фиг.1, второе средство 12 и узел, образованный первым средством 11 и карданом 13, образуют вместе со стойкой 1 и верхним звеном 5А двухзвенника 5 шарнирный параллелограмм. Во время приземления летательного аппарата и соответственного захождения скользящего штока в стойку 1, узел свободно деформируется и не оказывает сопротивления захождению скользящего штока, при этом второе средство 12 поворачивается назад, как показано на фиг.2. Таким образом, даже без применения скользящего или телескопического элемента устройство уменьшения длины в соответствии с настоящим изобретением совместимо с перемещением шасси при приземлении.
Следует также отметить, что устройство уменьшения длины совместимо также с ориентацией колес шасси. Действительно, шаровое шарнирное соединение между первым средством 11 и вторым средством 12, а также соединение с карданом 13 между первым средством 11 и центральной осью двухзвенника 5 позволяют устройству следовать за двухзвенником 5 во время поворота поворотной втулки 4 и оставаться при этом соединенным с двухзвенником.
Устройство уменьшения длины в соответствии с настоящим изобретением является полностью пассивным устройством, содержащим минимум деталей, которые к тому же все являются очень простыми. Его можно легко адаптировать к уже существующему шасси, изменив только центральную ось двухзвенника и установив на конструкции летательного аппарата шарнирное крепление второго средства. При необходимости, стойку оборудуют напротив первого средства специальной дорожкой, на которую опирается второе средство во время подъема шасси.
Изобретение не ограничивается настоящим описанием и, наоборот, охватывает любой вариант, не выходящий за рамки, определенные формулой изобретения.
В частности, хотя устройство уменьшения длины было представлено в связи с шасси, оборудованным устройством ориентации колес, его можно также применять для шасси без устройства ориентации колес, таком как главное шасси. Устройство можно также применять для шасси, в котором шарнирные оси двухзвенника не параллельны шарнирной оси стойки.
Точно так же, хотя устройство уменьшения длины было представлено для прямого шасси, амортизатор которого находится внутри стойки и колеса установлены на скользящем штоке, устройство можно также использовать с балансирным амортизатором, в котором колеса установлены на балансире, шарнирно установленном на стойке, при этом амортизатор, с одной стороны, шарнирно соединен с балансиром и, с другой стороны, со стойкой шасси или с конструкцией летательного аппарата. В этом случае предпочтительно первое средство соединено с балансиром.
Первое средство можно в целом соединить с нижней частью шасси, на которой установлены колеса (например, в данном случае скользящий шток или балансир), или с любым другим подвижным элементом, перемещающимся вместе с этой нижней частью, когда она перемещается относительно стойки (например, с одним из звеньев двухзвенника, с центральной осью двухзвенника…). Во всех случаях устройство уменьшения длины должно быть расположено относительно шасси таким образом, чтобы тянущее усилие, создаваемое первым средством, приводило к движению нижней части относительно стойки, стремящемуся уменьшить длину шасси. Однако, как оказалось, соединение первого средства с двухзвенником (наиболее практичным является, конечно, соединение с центральной осью двухзвенника) позволяет использовать эффект понижения передаточного отношения, естественным образом создаваемый двухзвенником, и обеспечивает, таким образом, еще более значительное уменьшение длины.
Кроме того, соединения между средствами устройства уменьшения длины, с одной стороны, и между средствами и конструкцией летательного аппарата и шасси, с другой стороны, могут иметь любые формы (поворотный шкворень, шаровая опора, карданный шарнир…), обуславливаемые обстоятельствами или особой кинематикой шасси.
Кроме того, хотя выше и было указано, что уменьшение длины шасси начинается когда второе средство приходит в положение упора, его можно начать раньше за счет выполнения таким образом, чтобы оба средства расположились на одной прямой до прихода второго средства в положение упора.
Наконец, второе средство может приходить в положение упора в стойку, как было указано, но также и в положение упора в элемент, неподвижно соединенный со стойкой например, в направляющую дорожку, установленную на стойке, или в упор, неподвижно соединенный с конструкцией летательного аппарата. В этом случае после контакта второго средства с этим упором он остается неподвижным в ходе дальнейшего подъема.