СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОДДЕРЖКИ ОТРЫВА ОТ ЗЕМЛИ КОЛЕС ПЕРЕДНЕЙ ОПОРЫ ШАССИ САМОЛЕТА
METHOD AND DEVICE FACILITATING AIRCRAFT LANDING GEAR FRONT LEG BREAKING GROUND

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способам и устройствам, которые способствуют отрыву от земли колес передней опоры шасси самолета при взлете.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для тяжелых самолетов, имеющих большой взлетный вес, характерно четкое функциональное разделение крыла и кабины с коммерческим грузом (фюзеляжа). В конце фюзеляжа, как можно дальше от крыла, устанавливаются управляющие поверхности (хвостовое оперение), которые управляют положением самолета относительно его вертикальной и поперечной осей. При таком устройстве руль высоты, среди прочего, также выполняет задачу поддержки отрыва от земли колес передней опоры шасси самолета при взлете, то есть при разбеге самолета на взлете руль способствует вращению самолета относительно вертикальной оси, в результате чего крыло устанавливается под углом к потоку, и, таким образом, подъемная сила при отрыве самолета от земли увеличивается.
Однако в перспективных проектах самолетов будущего, на которых в рамках концепции "самолет-крыло" кабина для коммерческого груза размещается преимущественно в зоне крыла, предусматривается сравнительно небольшое расстояние управляющих поверхностей руля высоты и руля направления от центра тяжести масс или центра тяжести поверхностей. В результате для одинаковой величины площади в такой конструкции самолета вращающий момент управляющих поверхностей руля высоты, вызывающий отрыв от земли колес передней опоры шасси при взлете, уменьшается по сравнению с традиционной конструкцией.
Для большого самолета, на котором по причине очень большого взлетного веса с каждой стороны используются по меньшей мере две многоосные тележки основных опор шасси, расположенные одна за другой, для отрыва передних колес при взлете потребуется непропорциональное большие и потому тяжелые управляющие поверхности руля высоты, причем увеличенные размеры этих поверхностей не нужны для выполнения маневров в полете.
Для самолетов, в которых используются многоосные тележки основных опор шасси или же из-за размеров и положения двигателей используются особенно длинные стойки шасси, известны устройства, используемые для уменьшения длины стоек шасси перед уборкой или в процессе уборки шасси. Таким образом, могут быть улучшены возможности по загрузке и/или размещению груза в нишах шасси. Такие решения были предложены, например, для самолетов Concorde и AIRBUS A340.
Напротив, для основных опор шасси, в которых по причине необходимости снижения веса или по причине обеспечения необходимых геометрических параметров при уборке шасси используются короткие стойки, известно использование специальных приспособлений для поворота тележек опор шасси таким образом, что при взлете или посадке колеса самых задних осей устанавливаются ближе к поверхности земли по сравнению с колесами других осей для обеспечения соответствующих углов (так называемое качание тележек шасси).
Кроме того, известны системы гидравлического уравновешивания для опор шасси самолета, например Boeing 747, с помощью которых в соответствии с принципом сообщающихся труб при отрыве передних колес, который начинается с помощью руля высоты, осуществляется автоматическое выравнивание гидравлического давления между стойками шасси, нагрузки которых различаются. Однако такие системы действуют прежде всего в ответ на возникающие условия, и в меньшей степени предназначены для активного управления для обеспечения отрыва колес передней опоры шасси самолета при взлете.
В литературе описываются устройства для самолетов с многоосными основными опорами шасси, которые предназначены для преодоления проблем, связанных с обеспечением отрыва колес передних опор шасси самолета при взлете, и которые обеспечивают положение, при котором на начальной стадии разбега для выполнения взлета до определенной скорости поверхности, создающие подъемную силу, такие как закрылки, умышленно не выпускаются, и/или даже спойлеры устанавливаются в выдвинутое положение до достижения определенной скорости разбега, после чего как можно быстрее выпускаются закрылки и убираются спойлеры. В результате начинает стремительно увеличиваться подъемная сила, что создает некоторый дискомфорт для пассажиров, и такая подъемная сила достаточна для обеспечения крутого взлета, пока управляющие поверхности руля высоты имеют достаточную аэродинамическую эффективность для обеспечения дальнейшего подъема колес передних опор шасси (непосредственное управление подъемной силой). Кроме задания режима взлета, который создает некоторый дискомфорт для пассажиров, такая процедура выполнения взлета приводит к высокому лобовому сопротивлению и, соответственно, к повышенному расходу топлива.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения, среди прочего, является создание улучшенного способа и улучшенного устройства, способствующих при взлете отрыву колес передней опоры шасси самолета, на котором с каждой стороны установлены одна за другой по меньшей мере две многоосные основные опоры шасси.
В изобретении предлагается способ, способствующий при взлете отрыву колес передней опоры шасси самолета, на котором с каждой стороны установлены одна за другой по меньшей мере две многоосные основные опоры шасси с колесами. В соответствии с изобретением для поддержки отрыва колес передней опоры шасси самолета при взлете уменьшают расстояние между фюзеляжем и катящимися по земле колесами по меньшей мере одной задней пары основных опор шасси.
В одном из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении способа предусматривается уменьшение расстояния между фюзеляжем и катящимися по земле колесами по меньшей одной задней пары основных опор шасси, которое может быть осуществлено путем уменьшения эффективной длины стоек указанных задних основных опор шасси.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении способа уменьшение эффективной длины стоек задних основных опор шасси осуществляют путем телескопического складывания стоек.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом предлагаемого в изобретении способа уменьшение расстоянии между фюзеляжем и катящимися по земле колесами по меньшей мере одной пары основных опор шасси осуществляют путем поворота вокруг поперечной оси тележек шасси, колеса которых установлены на осях, расположенных одна позади другой.
Такая конфигурация предпочтительно предусматривает уменьшение расстояния между фюзеляжем и катящимися по земле задними колесами при повороте тележек шасси вокруг поперечной оси, и в то же время передние колеса, которые ранее были подняты, опускаются на землю.
Один из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении способа предусматривает уменьшение эффективной длины стоек опор шасси или поворот тележек шасси с использованием механических устройств.
В другом предпочтительном варианте предлагаемого в изобретении способа предусматривается уменьшение эффективной длины стоек опор шасси или поворот тележек шасси с использованием гидравлических устройств.
В наиболее предпочтительном варианте предлагаемого в изобретении способа предусматривается уменьшение эффективной длины стоек опор шасси или поворот тележек шасси с использованием интенсивно управляемого гидравлического уравновешивающего устройства, соединяющего передние и задние основные опоры шасси.
В одном из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении способа предусматривается его использование на самолете, с каждой стороны которого установлены одна позади другой две основные опоры шасси, причем для поддержки отрыва колес передней опоры шасси самолета при взлете уменьшают расстояние между фюзеляжем и катящимися по земле колесами задней пары основных опор шасси.
Кроме того, в изобретении предлагается устройство для поддержки при взлете отрыва колес передней опоры шасси самолета, на котором с каждой стороны установлены по меньшей мере две основные опоры шасси с колесами, располагающиеся одна позади другой. В изобретении предусматривается, что по меньшей мере одна задняя пара основных опор шасси устроена таким образом, что для поддержки отрыва колес передней опоры шасси самолета при взлете может быть уменьшено расстояние между фюзеляжем и катящимися по земле колесами указанных задних основных опор шасси.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении устройства для уменьшения расстояния между фюзеляжем и катящимися по земле колесами по меньшей мере одной задней пары основных опор шасси они сконструированы таким образом, что может быть осуществлено уменьшение длины стоек этих задних основных опор шасси.
Стойки задних основных опор шасси могут иметь телескопическую конструкцию.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом предлагаемого в изобретении устройства для уменьшения расстоянии между фюзеляжем и катящимися по земле колесами по меньшей мере одной пары основных опор шасси тележки шасси, колеса которых установлены на осях, расположенных одна позади другой, устроены таким образом, что они могут поворачиваться вокруг поперечной оси.
Такая конфигурация предпочтительно предусматривает уменьшение расстояния между фюзеляжем и катящимися по земле задними колесами при повороте тележек шасси вокруг поперечной оси, и в то же время передние колеса, которые ранее были подняты, опускаются на землю.
В одном из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении устройства предусматривается использование механического устройства для уменьшения эффективной длины стоек опор шасси или поворота тележек шасси.
В другом предпочтительном варианте предлагаемого в изобретении устройства предусматривается использование гидравлического устройства для уменьшения эффективной длины стоек опор шасси или поворота тележек шасси.
В одном из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении устройства предусматривается использование интенсивно управляемого гидравлического уравновешивающего устройства, которое соединяет передние и задние основные опоры шасси для уменьшения эффективной длины стоек опор шасси или для поворота тележек шасси.
В одном из предпочтительных вариантов предлагаемого в изобретении устройства предусматривается его использование на самолете, с каждой стороны которого установлены одна позади другой две основные опоры шасси, причем для поддержки отрыва колес передней опоры шасси самолета при взлете может быть уменьшено расстояние между фюзеляжем и катящимися по земле колесами задней пары основных опор шасси.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения описываются ниже со ссылками на чертежи. На чертежах показано:
Фигура 1 - вид сбоку находящегося на земле самолета, на котором с каждой стороны установлены одна позади другой по меньшей мере две основные опоры шасси, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
На фигуре 2 - вид сбоку на земле самолета в процессе выполнении процедуры отрыва колес передней опоры шасси при взлете самолета, с каждой стороны которого установлены одна позади другой по меньшей мере две основные опоры шасси, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
Фигура 3 - вид в перспективе части стойки опоры шасси с устройством уменьшения эффективной длины стойки, которое может использоваться в соответствии с изобретением.
Фигура 4 - схематический вид опоры шасси, в которой для уменьшения расстояния между фюзеляжем и колесами, катящимися по земле, тележки шасси, в которых установлены колеса на осях, находящихся одна позади другой, могут поворачиваться вокруг поперечной оси (качание тележек шасси), как это может использоваться в соответствии с изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фигурах 1 и 2 показан вид сбоку самолета в соответствии с перспективными конструкциями "самолет-крыло", на котором можно видеть тележку 50 носовой опоры шасси и по две основные опоры 10, 20 шасси с каждой стороны самолета, которые установлены одна позади другой, причем самолет показан стоящим на земле (фигура 1) и в процессе выполнения отрыва колес передней опоры шасси при взлете (фигура 2).
Тележка 50 носовой опоры шасси содержит колеса 51, установленные на стойке 54 опоры шасси, а основные опоры 10, 20 шасси содержат соответственно стойки 14, 24 опор шасси, на которых установлены колеса 11, 12, 13 и 21, 22, 23 соответственно.
Для того чтобы способствовать отрыву колес передней опоры шасси самолета при взлете, в изобретении предусматривается активное уменьшение расстояния между фюзеляжем 60 и колесами 21, 22, 23, которые катятся по земле, задней пары 20 основных опор 10, 20 шасси. Таким образом, выполняется отрыв колес передней опоры шасси самолета, как это показано на фигуре 2. В рассматриваемом предпочтительном варианте осуществления изобретения уменьшение расстояния между фюзеляжем 60 и катящимися по земле колесами 21, 22, 23 задней пары 20 основных опор 10, 20 шасси может быть выполнено, например, путем сокращения эффективной длины стоек 24 задних основных опор 20 шасси путем телескопического складывания стоек.
На фигуре 3 представлен вид в перспективе части стойки 34 опоры шасси с известным устройством уменьшения эффективной длины стойки 34, которое может использоваться в соответствии с изобретением. Стойка 34 шасси содержит внешнюю трубу 34а, которая с помощью крепежных проушин 37а, 37b, 37c известным способом крепится на несущей конструкции самолета (не показано) для втягивания стойки. Во внешней трубе 34а размещена внутренняя труба 34b, которая может телескопически скользить внутри внешней трубы 34а. Телескопическое взаимодействие труб 34а, 34b осуществляется с помощью рычажного механизма 36. Такой рычажный механизм 36 может иметь гидравлический или механический привод с использованием соединения 36а.
На фигуре 4 представлен схематический вид опоры 40 шасси, в которой колеса 41, 42 тележки 45 установлены с возможностью вращения на осях 48, 49, которые размещены одна позади другой. Для втягивания опоры шасси стойка 44 опоры 40 шасси известным способом прикреплена с возможностью вращения к несущей конструкции самолета (не показана) с помощью крепежных проушин 47а, 47b, 47с.
Для уменьшения расстояния между фюзеляжем и колесами 42, которые катятся по земле, тележка 45 шасси выполнена с возможностью вращения вокруг поперечной оси 45а (так называемое качание тележки). При повороте тележки 45 шасси на поперечной оси 45а расстояние между фюзеляжем 60 и задними колесами 42, которые катятся по земле, уменьшается, и в то же время передние колеса 41, которые были подняты, опускаются на землю. В результате уменьшается расстояние между фюзеляжем 60 и колесами задней основной опоры 40 шасси, колеса которой катятся по земле, и это способствует отрыву колес передней опоры шасси самолета при взлете. Указанное уменьшение расстояния осуществляется интенсивно с использованием соответствующего приводного устройства посредством рычажного механизма 46. Приводное устройство может быть гидравлическим или механическим. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, представленном на фигуре 4, предусматривается использование гидравлического приводного устройства 46а, обеспечивающего работу рычажного механизма 46.
Уменьшение эффективной длины стоек 24; 34; 44 опор шасси или поворот тележек 45 шасси может быть также осуществлено с помощью активно управляемого гидравлического уравновешивающего устройства, которое соединяет основные передние 10 и задние 20; 40 опоры шасси. Такое гидравлическое уравновешивающее устройство воздействует на соответствующие гидравлические приводные механизмы, которыми снабжаются основные опоры 10, 20; 40 шасси.
Предпочтительно, как показано на фигурах 1 и 2, с каждой стороны самолета установлены одна позади другой две основные опоры 10, 20; 40 шасси. Такие опоры используются на самолетах, имеющих большой взлетный вес. Для того чтобы способствовать отрыву колес передней опоры шасси самолета при взлете, уменьшают расстояние между фюзеляжем 60 и катящимися по земле колесами 21, 22, 23; 42 задней пары 20; 40 основных опор 10, 20; 40 шасси, как показано на фигуре 2.
Кроме применения на конструкциях типа "самолет-крыло", показанных на фигурах 1 и 2, предлагаемые в изобретении способ и устройство могут также применяться и на самолетах с обычной геометрией крыла.