УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКРУТКИ КОЛЕСА ШАССИ САМОЛЕТА ПРИ ПОЛЕТЕ ПЕРЕД ПРИЗЕМЛЕНИЕМ
DEVICE FOR LANDING WHEELS SPIN-UP DURING FLIGHT BEFORE PLANE LANDING

Изобретение относится к области авиации и авиастроения, касается способов и устройств, предназначенных для повышения качества и безопасности приземления самолета, и может найти применение при авиаперевозках.
Наиболее эффективно использование изобретения при эксплуатации пассажирских и большегрузных, супертяжелых самолетов.
Известны способы снижения динамических нагрузок, а именно трех основных ударных сил: вертикального удара переднего удара и бокового удара, действующих на шасси при контакте колес с посадочной поверхностью, при приземлении самолета, путем амортизации с помощью демпфирующих устройств.
Но демпфирующие устройства недостаточно эффективно снижают нагрузки от переднего удара, от сил, возникающих из-за инерционности колес, находящихся в момент контакта с посадочной поверхностью в неподвижном состоянии.
При этом из-за изгиба штоков демпферов и увеличивающегося скачком трения в буксах и уплотнениях сила переднего удара возрастает.
Применение различных демпфирующих устройств (телескопических, с использованием наклоненных и качающихся стоек, рычажных и полурычажных схем крепления шасси и т.д.) при существенном усложнении конструкции только частично решают проблему снижения силы переднего удара.
Наиболее близкими изобретению являются известные способ приземления самолета на движущуюся платформу и устройство для его осуществления, описанные в [1].
Сущность известного способа состоит в том, что самолет приземляется на горизонтальную платформу, движущуюся в направлении его посадки, со скоростью, равной посадочной скорости самолета. Для этого в процессе снижения самолета платформу приводят в движение, увеличивая ее скорость до значения посадочной скорости самолета, направление полета которого при этом выравнивают по горизонтали и по направлению движения платформы.
Осуществляющее данный способ устройство представляет собой установленную на роликах поверхность, приводимую в движение с помощью приводов.
Недостатком данного способа является то, что для своего осуществления он требует жесткого выполнения, как минимум, трех основных условий:
- горизонтальности посадочного полета самолета;
- строгого равенства значений посадочной скорости самолета и скорости движения платформы;
- полного совпадения направлений посадочного полета самолета и движения платформы.
При несоблюдении этих условий действие сил переднего и бокового ударов возрастает, возникает опасность повреждения и срыва платформы, опрокидывания самолета.
Осуществляющее данный способ устройство конструктивно сложно, громоздко, энергоемко и трудоемко в эксплуатации, требует создания дополнительных сооружений и инфраструктуры.
Все это не способствует повышению качества и безопасности приземления самолета.
С целью повышения качества и безопасности приземления за счет снижения действия на шасси сил переднего и частично бокового ударов при существенном упрощении конструкции и эксплуатации реализующего его устройства и предлагается данное изобретение.
Поставленная цель достигается тем, что непосредственно перед приземлением колеса шасси раскручивают в направлении полета до скорости, равной скорости их вращения при касании посадочной поверхности.
Устройство для осуществления способа состоит из самих колесных шасси, дополнительно оборудованных связанными с колесами приводами с возможностью автоматического раскручивания и регулирования скорости их вращения в зависимости от посадочной скорости самолета.
При этом возможны следующие варианты конструкции:
- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на стойках шасси или на корпусах колес (корпусах-рамах колесных тележек) двигателей (моторов), например, в виде электродвигателей или гидродвигателей, взаимодействующих непосредственно или через передаточный механизм с осями или корпусами колес шасси (в зависимости от их конструкции);
- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на стойках шасси двигателей (электродвигателей или гидродвигателей), связанных с колесами цепной передачей;
- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин, закрепленных на стойках шасси, и подведенных к турбинам сопловых элементов, а также аккумуляторов высокого давления с рабочим телом, в частности газовых баллонов, оснащенных автоматическими регуляторами его расхода и соединенных трубопроводами с сопловыми элементами;
- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин и закрепленных на стойках шасси воздухозаборников (диффузоров), оборудованных автоматическими регуляторами расхода воздуха, и подведенными к турбинам сопловыми элементами.
- устройство выполнено с приводом, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин, закрепленных на стойках шасси, и подведенных к турбинам сопловых элементов и установленного на корпусе самолета общего для них диффузора, оборудованного автоматическими регуляторами расхода воздуха и соединенного с сопловыми элементами трубопроводами.
В зависимости от конструкции шасси возможно комбинированное использование данных устройств.
Изобретение поясняется на следующих чертежах.
На фиг.1 показан момент приземления самолета с раскрученными колесами шасси.
На фиг.2 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на стойках шасси двигателей (моторов), связанных с осями или корпусами колес.
На фиг.3 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на стойках шасси двигателей (моторов), связанных с колесами цепной передачей.
На фиг.4 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на корпусах колес шасси турбин и аккумулятора высокого давления, в частности газового баллона, соединенного трубопроводами с подведенными к турбинам сопловыми элементами.
На фиг.5 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на корпусах колесах шасси турбин и закрепленных на стойках шасси воздухозаборников (диффузоров), оборудованных подведенными к турбинам сопловыми элементами.
Описываемый способ приземления самолета 1, включающий его посадку на колеса 2 шасси 3 со стойками 4, состоит в том, что непосредственно перед приземлением колеса 2 шасси раскручивают в направлении полета до скорости, равной скорости их вращения, какую они должны иметь при данной посадочной скорости самолета 1 в момент касания посадочной поверхности (фиг.1):
5 - направление полета самолета с посадочной скоростью Vc.
6 - направление вращения (раскрутки) колес 2 с окружной скоростью Vk=Vc.
7 - посадочная поверхность.
8 - направление действия на колесо 2 касательной силы (F), возникающей из-за инерционности неподвижного в момент контакта колеса 2 с посадочной поверхностью 7.
Благодаря раскрученности колес 2 до Vk=Vc действие ударных инерционных сил (F) (составляющих силу переднего удара на стойку шасси) в момент приземления самолета 1 практически исключается.
При этом нет надобности выравнивания полета до горизонтали.
Вместе с тем раскрученность колес 2 снижает опасность их разрушения при попадании на неровности посадочной поверхности 7 (бугорок, впадину, камушек).
Кроме того, вращение колес 2 в начальный момент посадки повышает устойчивость движения самолета по посадочной полосе, в особенности при посадке на мокрый асфальт (снижается вероятность движения юзом).
Наконец, раскрученность колес до посадочной скорости вращения существенно снижает их износ из-за трения в момент контакта о поверхность 7. Соответственно повышается эксплуатационный ресурс колес.
Устройство для осуществления данного способа состоит из самих шасси 3, дополнительно оборудованных связанными тем или иным образом с колесами 2 приводами с возможностью перед посадкой их автоматического раскручивания и регулирования скорости вращения в зависимости от посадочной скорости самолета 1.
После посадки приводы или отключаются, или могут переключаться на работу в обратную сторону для торможения колес.
В зависимости от конструкции шасси 3 и вида (типа) используемого привода возможны самые различные конструкции описываемого устройства.
Так, устройство выполнено содержащим приводы, состоящие из установленных на стойках 4 шасси двигателей (моторов) 9 в виде электродвигателей или гидродвигателей, взаимодействующих с осями или корпусами 10 колес 2 (в зависимости от способа установки колеса 2 на стойке 4) (фиг.2).
Например, с вращающейся осью колеса 2 вал двигателя 9 может быть соединен с помощью втулки, а при неподвижной оси с корпусом колеса - с помощью зубчатого сцепления. Все эти и всевозможные другие соединения хорошо известны.
При этом двигатели 9 могут быть установлены на стойках 4 шасси и связаны с колесами 2 цепной передачей 11 (фиг.3);
12, 13 - звездочки, установленные соответственно на валу двигателя 9 и на оси или на корпусе 10 колеса 2 (в зависимости от способа его установки на стойке 4).
В другом варианте устройство выполнено с приводами, состоящими из турбин 14, установленных на корпусах 10 колес 2 шасси, подведенных соплами к турбинам 14 сопловых элементов 15 и аккумуляторов высокого давления с рабочим телом, в частности газовых баллонов 16, оборудованных автоматическими регуляторами 17 его расхода (для регулирования скорости вращения турбин 14) и трубопроводами 18, соединяющими баллоны 16 с сопловыми элементами 15 (фиг.4):
19 - направление истечения газовой струи из сопла на турбину 14 колеса.
Аккумуляторы высокого давления с рабочим телом, в частности газовые баллоны, 16 могут быть размещены в корпусе или закреплены под корпусом самолета 1.
В следующем варианте устройство выполнено содержащим приводы, выполненные состоящими из установленных на корпусах 10 колес 2 шасси турбин 20 и закрепленных на стойках 4 диффузоров 21, оборудованных подведенными соплами к турбинам 20 колес 2 шасси сопловыми элементами 22, оснащенными автоматическими регуляторами 23 расхода воздуха известной конструкции (фиг.5).
В качестве общего аккумулятора высокого давления одновременно для всех колес 2 и всех шасси 3 может быть использованы штатные (имеющиеся на самолете 1) или специально установленные и соответствующим образом оборудованные диффузоры 24 (см. фиг.1), соединенные трубопроводами 18 (показаны пунктиром) с сопловыми элементами 15, 25 - направление входящего в диффузор 21 при полете потока воздуха.
В случае конструкции шасси 3 с колесной тележкой устройство выполнено с общим для ее колес приводом, содержащим установленный на корпусе-раме колесной тележки двигатель (мотор), связанный с колесами известными передаточными механизмами, например, с помощью зубчатых и цепных передач, как это показано на фиг.1 и 2.
В зависимости от конструкции шасси возможно комбинированное использование различных типов (видов) приводов.
Вышеописанные способ приземления самолета и реализующие его устройства могут существенно повысить качество и безопасность посадки самолетов, в особенности большегрузных и супертяжелых.
Использованные источники
1. Патент РФ №2093429, МКИ B64F 1/00.