Привод запирающего механизма аварийной двери самолета
DRIVE OF THE LOCKING MECHANISM OF THE EMERGENCY DOOR OF THE AIRCRAFT

Изобретение относится к пассажирскому авиастроению, но может быть также использовано в других областях транспортного машиностроения, а также в строительстве.
Проблема, инициирующая создание изобретения, заключается в следующем: аварийные двери являются обязательной составляющей системы безопасности пассажирских самолетов. При этом привод запирающего механизма должен обеспечивать гарантированное открытие запорного устройства как изнутри, так и снаружи и позиционировать наружную рукоятку в исходное положение «заподлицо» с внешними обводами двери после совершения открытия и закрытия снаружи, поскольку наличие на фюзеляже самолета выступающих частей вызывает дополнительное увеличение аэродинамического сопротивления, кроме того, привод должен быть надежным и многоразового использования.
Известно Устройство для открывания крышки аварийного люка летательного аппарата (SU 747058 A1, МПК В64С 1/14, В64С 1/32, опубл. 10.12.2004), которое содержит механизм открывания, оснащенный блокирующим силовым цилиндром, и рукоятку, связанную с этим механизмом, а именно с блокирующим силовым цилиндром, с возможностью поворота. Конфигурация ручки рукоятки повторяет кривизну крышки аварийного люка и форму контура изготовленного в крышке углубления под иллюминатор. В этом углублении ручка имеет возможность расположения в закрытом положении крышки. В закрытом состоянии крышки ручка располагается в углублении. Для открывания крышки осуществляют поворот рукоятки «на себя», при этом происходит разблокирование силового цилиндра, механизм открывания приводится в расфиксированное состояние и крышка получает возможность открываться.
Известны Приводы открытия аварийных люков летательных аппаратов (патент US 8998141 (В2), МПК В64С 1/32, Е05В 65/10, опубл. 2015.04.07, а также патент DE 4124377 (С1), МПК В64С 1/14, B64D 25/08, опубл. 1992.12.17), включающие гидроцилиндры, установленные на опорные рамы внутри фюзеляжа, соединяемые штоками с люком. Аварийное открытие люков изнутри осуществляется приводами гидравлической системы, создающими усилие открытия и открывающими люки.
Недостатками этих устройств являются невозможность привода на открытие запирающего устройства снаружи, а также необходимость использования электроэнергии для работы гидросистемы, поскольку в случае отказа энергосистемы не может быть произведено экстренное открытие.
Известен привод запирающего механизма бортового люка самолета-амфибии (патент RU 2186710 С2, МПК В64С 1/14, В64С 35/00, опубл. 10.08.2002), представляющий собой вал с элементом для присоединения замкового механизма, снабженный двухсторонней рукояткой для ее открывания как изнутри, так и снаружи. При повороте одной из рукояток для открытия происходит поворот другой рукоятки.
Недостатком привода является то, что перемещение наружной и внутренней рукоятки должно происходить одновременно и, в случае аварии и блокировании внешней рукоятки, невозможно будет совершить перемещение исполнительного механизма изнутри.
Наиболее близким аналогом-прототипом к изобретению является Привод запирающего механизма двери самолета (US 4510779 А, МПК Е05В 13/10, Е05В 65/10; опубл. 16.04.1985), позволяющий открыть замковое устройство как изнутри, так и снаружи, содержащий приводной вал, внутреннюю и наружную рукоятки, корпус наружной рукоятки, снабженный втулкой и элементами для закрепления на дверном полотне. При этом на первом конце приводного вала установлена внутренняя рукоятка, а второй расположен во втулке корпуса наружной рукоятки. Наружная рукоятка выполнена в виде шарнирного коромысла, на одном конце которого расположена ручка, а на другом зацеп. Привод запирающего механизма при отпирании-запирании осуществляется посредством поворота приводного вала. При осуществлении поворота изнутри используется внутренняя рукоятка, в этом случае наружная рукоятка находится в неподвижном положении, располагается в корпусе и удерживается в этом положении фиксатором наружной рукоятки относительно корпуса. При открытии снаружи фиксатор освобождается и наружная рукоятка выводится из корпуса, зацеп входит в контакт со вторым концом поворотного вала и осуществляется поворот приводного вала снаружи.
Недостатками технического решения являются повышенные требования к позиционированию конструкции, вызывающие потерю работоспособности, и наличие мелких деталей в узлах передачи силовых моментов, вызывающих потерю работоспособности в случае не санкционированного воздействия в полете, усложняющих конструкцию и снижающих ремонтопригодность, кроме того, невозможно перемещение исполнительного механизма в закрытое положение без изменения положения наружной рукоятки.
При разработке изобретения была поставлена задача создания простой, но надежной в исполнении и ремонте конструкции привода запирающего механизма аварийной двери самолета, обеспечивающей открытие двери как изнутри, так и снаружи.
Поставленная задача решается посредством устройства привода, содержащего приводной вал с элементом для присоединения исполнительного механизма, внутреннюю и наружную рукоятки, корпус наружной рукоятки, снабженный втулкой и элементами для закрепления на дверном полотне, фиксатор наружной рукоятки относительно корпуса, на первом конце приводного вала установлена внутренняя рукоятка, а его второй конец расположен во втулке, наружный вал, палец, стакан, с двумя сквозными соосными отверстиями, надетый на втулку с возможностью поворота и зафиксированный относительно нее эластичным фиксатором, фиксатор наружной рукоятки относительно корпуса, при этом приводной вал проходит через осевое отверстие, выполненное в днище стакана, в торце внутреннего вала выполнены полость, в виде глухого осевого отверстия, и две противоположные поперечные прорези, образующие противолежащие сегментные вырезы в зоне этой полости; на первом конце наружного вала шарнирно установлена наружная рукоятка, выполненная в виде коромысла с ручкой на одном конце и упором на другом, кроме того, второй конец наружного вала выполнен со сквозной продольной прорезью и вставлен в полость приводного вала, а палец проходит через поперечные отверстия стакана, а также через поперечные прорези приводного вала и продольную прорезь наружного вала.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в расширении арсенала технических средств и в повышении надежности конструкции.
Также предусмотрены перечисленные ниже частные случаи исполнения.
Для улучшения траектории движения наружной рукоятки вовремя открытия снаружи корпус наружной рукоятки может содержать направляющие для направления движения упорного конца наружной рукоятки.
Для обеспечения автоматической уборки наружной рукоятки после открытия фиксатор наружной рукоятки относительно корпуса может быть выполнен эластичным.
Для достижения увеличения открывающего момента ручка наружной рукоятки может быть выполнена телескопической.
Для повышения коэффициента унификации устройства эластичный фиксатор стакана относительно втулки может быть выполнен в виде пружины кручения.
Для большей устойчивости конструкции приводной вал может быть прижат к днищу стакана пружиной сжатия.
Сущность изобретения поясняется с использованием следующих графических материалов:
Фиг. 1 - привод запирающего механизма аварийной двери самолета;
Фиг. 2 - сечение А-А Фиг. 1 при исходном состоянии привода;
Фиг. 3 - сечение А-А Фиг. 1 при положении наружной рукоятки, соответствующей началу открытия или закрытия двери снаружи;
Фиг. 4 - разрез Б-Б Фиг. 1;
Фиг. 5 - вид В Фиг. 3.
Привод запирающего механизма аварийной двери самолета (Фиг. 1, 2, 4) содержит: приводной вал (1) с элементом для присоединения исполнительного механизма (9), внутреннюю (2) и наружную (3) рукоятки, корпус наружной рукоятки (4), снабженный втулкой (5) и элементами (6) для закрепления на дверном полотне (12), фиксатор (27) наружной рукоятки относительно корпуса (4), при этом на первом конце (13) приводного вала установлена внутренняя рукоятка (2), а его второй конец (14) расположен во втулке (5), наружный вал (15), палец (16), стакан (10), с двумя сквозными соосными отверстиями (24), надетый на втулку (5), с возможностью поворота и зафиксированный относительно нее эластичным фиксатором (11) и фиксатор (27) наружной рукоятки относительно корпуса (4), при этом приводной вал (1) проходит через осевое отверстие (17), выполненное в днище стакана (10), и может быть для большей устойчивости конструкции прижат к днищу пружиной сжатия (7).
В торце внутреннего вала выполнены полость (18), в виде глухого осевого отверстия, и две поперечные прорези (19), образующие противолежащие сегментные вырезы в зоне этой полости, на первом конце (20) наружного вала шарнирно (21) установлена наружная рукоятка (3), выполненная в виде коромысла с ручкой (25) на одном конце и упором (26) на другом, кроме того, второй конец (22) наружного вала выполнен со сквозной продольной прорезью (23) и вставлен в полость (18) приводного вала (1), а палец (16) проходит через поперечные отверстия (24) стакана (10), а также через поперечные прорези (19) приводного вала (1) и продольную прорезь (23) наружного вала (14).
Одновременно:
- корпус наружной рукоятки может содержать направляющие (29, 30) для направления движения упорного конца (26) наружной рукоятки (Фиг. 5);
- фиксатор (27) наружной рукоятки относительно корпуса (4) может быть выполнен в виде расфиксируемого захвата или эластичным, например, в виде пружины сжатия, шарнирно закрепленной в точках фиксации пружины и позволяющей совершать элементам наружной рукоятки (3) поступательно-вращательные движения (Фиг. 3);
- эластичный фиксатор (11) стакана (10), относительно втулки (5), может быть выполнен в виде пружины кручения;
- ручка наружной рукоятки может быть выполнена телескопической, что повысит момент усилия на наружном валу, для перемещения исполнительного механизма.
Для повышения коэффициента унификации устройства эластичный фиксатор (11) стакана (10), относительно втулки (5), может быть выполнен в виде пружины кручения.
Детали, входящие в состав привода, могут быть получены с использованием общепринятых технологий литья, механической обработки, штамповки и т.д.
В качестве эластичных элементов фиксаторов могут быть использованы гидропружины, а также пружины сжатия для станочных приспособлений в соответствии с ГОСТ 13165-67, для слабого нагружения, конструктивно приспособленные в качестве пружин кручения, при этом форма концов и расположение точек закрепления выбирается конструкторской проработкой, с целью достижения функционала.
Сборка привода может быть произведена в следующей последовательности:
- вставляют втулку (5) в отверстие дверного полотна (12) (расположение прорабатывается конструктором планера);
- закрепляют корпус наружной рукоятки (5) к дверному полотну посредством элементов крепления (6) (например, отверстия под болты);
- надевают стакан (10) на втулку (5);
- осуществляют фиксацию стакана относительно втулки корпуса наружной рукоятки;
- вставляют приводной вал (1) вторым концом (14) в отверстие стакана (10);
- надевают на приводной вал пружину сжатия (7) до упора в днище стакана и фиксируют ее относительно вала в осевом направлении, например тарелкой с сухарями (8) (данная технологическая операция выполняется в случае частного случая исполнения);
- пропускают палец (16) через поперечные отверстия (24) стакана (10), а также через поперечные прорези (19) приводного вала (1) и продольную прорезь (23) наружного вала (14), при этом второй конец приводного вала позиционируется во втулке, а второй конец наружного вала в полости приводного вала;
- соединяют стержень приводного вала, подготовленный для установки приводного элемента, например канавкой под шпонку (9) или профильными пазами, с исполнительным механизмом запирающего механизма;
- устанавливают наружную и внутреннюю рукоятки соответственно.
В исходном положении: (Фиг. 2) наружная рукоятка (3) располагается в нише (28) корпуса (4) и фиксируется относительно него фиксатором (27), стакан (10) фиксируется эластичным фиксатором (11) относительно втулки (5).
Открытие и закрытие запирающего механизма производится поворотом приводного вала (1), который связан с исполнительным механизмом посредством элемента для присоединения исполнительного механизма (9), при этом происходит перемещение элементов исполнительного механизма, например - тяг, посредством установленной на приводном валу качалки, как раскрыто в патенте «Дверь для самолета и механизм навески двери» RU 2548644 С1, МПК В64С 1/14, B60J 5/04, опубл. 20.04.2015, либо непосредственном повороте ригеля замка транспортного средства, как раскрыто в международной заявке WO 2011141320 А1, МПК Е05В 65/32, опубл. 17.11.2011.
В случае открытия запирающего механизма изнутри фюзеляжа поворот приводного вала (1) осуществляется внутренней рукояткой (2) непосредственно (Фиг. 2), при этом вал поворачивается и сегментные вырезы (19) позволяют приводному валу свободно скользить относительно пальца (16).
После совершения открытия поперечные прорези контактируют с пальцем боковыми сторонами в качестве упоров, соответствующих открытию или закрытию. Запор остается в открытом или закрытом положении и может быть перемещен в другое положение свободным поворотом в другую сторону. При этом наружная рукоятка остается в корпусе.
В случае открытия или закрытия запирающего механизма снаружи наружная рукоятка выводится из корпуса поворотом относительно шарнира (21) до положения (Фиг. 3), при котором будет эргономически удобно совершить поворот наружного вала (15) этой рукояткой. В случае необходимости ручка телескопически выдвигается, увеличивая момент на наружном валу. При переводе наружной рукоятки в положение «на открытие-закрытие» (Фиг. 5) происходит перемещение упора (26) в продольной направляющей (29). Подъем ручки (25) относительно поверхности ниши (28) корпуса наружной рукоятки (4) обеспечивается возможностью перемещения наружного вала (15) относительно пальца (16) в пределах продольной прорези. (22).
Поворот приводного вала (1) осуществляется поворотом наружной рукоятки (Фиг. 3, 5). При этом бока прорези (23) упираются в палец (16) и он поворачивается, что допускается за счет эластичности фиксатора (11) стакана относительно втулки (5) корпуса (4). При контакте пальца с боковыми стенками поперечных прорезей (19) открывающий момент передается на приводной вал (1) и обеспечивает перемещение исполнительного механизма, после прекращения воздействия момента на наружном вале, эластичный фиксатор (11) перемещает стакан (10) в исходное положение. При этом поворот приводного вала не происходит за счет свободного скольжения пальца в его поперечных прорезях.
Перевод наружной рукоятки в исходное состояние производится ее поворотом относительно шарнира (21), перемещением наружного вала в пределах продольной прорези и фиксации рукоятки. В случае наличия эластичного фиксатора перевод наружной рукоятки в исходное положение будет произведен автоматически.
Очевидно, что в случаях открытия-закрытия происходят аналогичные процессы, различные только направлением поворота.
Применение изобретения в качестве конструкции привода запирающего механизма аварийной двери самолета неизвестно, поэтому происходит расширение арсенала технических средств, кроме того, очевидно, что поскольку конструкция отличается от выбранного прототипа простотой и отсутствием мелких деталей на узлах, передающих силовые моменты, происходит повышение надежности.