СИСТЕМА С УПРАВЛЯЕМЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ ШИН ШАССИ
SYSTEM WITH CONTROLLED ADHERENCE OF CHASSIS TIRES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты реализации настоящего изобретения в целом относятся к конструкции системы сцепления шин. Более конкретно, варианты реализации настоящего изобретения относятся к конструкции системы сцепления шин шасси.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Различные неоптимальные условия могут снизить сцепление на взлетно-посадочной полосе во время приземления воздушного летательного аппарата. Например, неоптимальное условие может представлять собой влажную взлетно-посадочную полосу или взлетно-посадочную полосу, покрытую снегом или льдом, когда взлетно-посадочная полоса имеет низкий коэффициент трения (например, меньше 0,1). Дополнительные условия, такие как сильные ветра и другие условия, могут также быть расценены как неоптимальные. Обычно для торможения используются препятствующая скольжению система управления тормозами и парашюты; однако такие подходы могут представлять собой эффективные решения в целом только в узком диапазоне условий работы. Например, препятствующая скольжению система может быть неоптимальной в случаях низкого трения, а парашюты могут быть неоптимальными при низких скоростях.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Представлены системы и способы управления сцеплением шин шасси. Во внешней шине колеса воздушного летательного аппарата снижают давление до состояния сниженного давления в ответ на неоптимальное условие приземления воздушного летательного аппарата. Внутренний ротор колеса воздушного летательного аппарата входит в контакт с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления, и множество шипов сцепления разворачиваются так, что они выступают из внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают средства для улучшения сцепления шасси во время приземления на загрязненные взлетно-посадочные полосы. Описанная в настоящем описании вспомогательная тормозная система может быть использована в экстренных ситуациях, таких как условия низкого трения, когда обычные тормоза на главном шасси могут быть неэффективными. Вспомогательная тормозная система также применима в ситуациях, когда нельзя избежать выхода за границы взлетно-посадочной полосы. Такое условие может возникнуть при приземлении с недостаточной длиной пробега для использования обычных процедур торможения. В альтернативном варианте реализации может возникнуть условие, когда осуществляется менее чем оптимальная тормозная способность, в случае чего без такой вспомогательной экстренной тормозной системы экипаж и воздушный летательный аппарат могут встретиться с неоптимальной ситуацией.
В одном из вариантов реализации согласно способу управления сцеплением шин шасси снижают давление во внешней шине колеса воздушного летательного аппарата до состояния сниженного давления в ответ на неоптимальное условие приземления воздушного летательного аппарата. Также согласно способу вводят в контакт внутренний ротор колеса воздушного летательного аппарата с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления и разворачивают множество шипов сцепления так, что они выступают из внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
В другом варианте реализации согласно способу формирования системы управления сцеплением шин шасси соединяют обод колеса воздушного летательного аппарата с внешней шиной, содержащей внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру, содержащую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью контакта с поверхностью приземления. Согласно способу также конфигурируют по меньшей мере один клапан для сброса давления для снижения давления во внешней шине до состояния сниженного давления, включающего сниженную периферию внешней шины, в ответ на сигнал о сбросе давления. Согласно способу также соединяют внутренний ротор с ободом колеса воздушного летательного аппарата и внутренней частью внешней гибкой находящейся под давлением камеры, причем внутренний ротор выполнен с возможностью контакта с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления. Согласно способу также конфигурируют множество шипов сцепления так, чтобы они выступали из внешней поверхности внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
Еще в одном варианте реализации система сцепления шин шасси содержит обод колеса воздушного летательного аппарата, внешнюю шину, по меньшей мере один клапан для сброса давления, внутренний ротор и шипы сцепления. Внешняя шина соединена с ободом колеса воздушного летательного аппарата и содержит внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру, содержащую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью контакта с поверхностью приземления. Клапан для сброса давления выполнен с возможностью снижения давления во внешней шине до состояния сниженного давления, включающего сниженную периферию внешней шины, в ответ на сигнал о сбросе давления. Внутренний ротор соединен с ободом колеса воздушного летательного аппарата и внутренней частью внешней гибкой находящейся под давлением камеры, причем внутренний ротор выполнен с возможностью контакта с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления. Множество шипов сцепления выполнены с возможностью выступания из внешней поверхности внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
Еще в одном варианте реализации раскрыт способ управления сцеплением шин шасси, включающий: снижение давления во внешней шине колеса воздушного летательного аппарата до состояния сниженного давления в ответ на неоптимальное условие приземления воздушного летательного аппарата; введение внутреннего ротора колеса воздушного летательного аппарата в контакт с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления и развертывание множества шипов сцепления так, чтобы они выступали из внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
В преимущественном варианте реализации способ также включает: втягивание шипов сцепления во внешнюю шину в ответ на состояние повышенного давления внешней шины; выполнение сжимаемого слоя, содержащего слой эластичного материала, расположенного во внешней шине вокруг шипов сцепления и выполненного с возможностью его сжатия под большим давлением в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной для обеспечения выступания шипов сцепления из внешней поверхности внешней шины; повторную подачу давления во внешнюю шину после одного из приземления и попытки приземления; при этом внутренний ротор содержит жесткую конструкцию или полугибкую конструкцию и при этом внутренний ротор содержит гибкую ленту, соединенную с жесткой конструкцией и выполненную с возможностью возвращения внутреннего ротора в исходное положение.
Еще в одном варианте реализации раскрыт способ формирования системы управления сцеплением шин шасси, включающий: соединение обода колеса воздушного летательного аппарата с внешней шиной, содержащей внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру, содержащую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью контакта с поверхностью приземления; конфигурирование по меньшей мере одного клапана для сброса давления для снижения давления во внешней шине до состояния сниженного давления, включающее сниженную периферию внешней шины, в ответ на сигнал о сбросе давления; соединение внутреннего ротора с ободом колеса воздушного летательного аппарата и внутренней частью внешней гибкой находящейся под давлением камеры, причем внутренний ротор выполнен с возможностью контакта с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления; и конфигурирование множества шипов сцепления так, чтобы они выступали из внешней поверхности внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
В преимущественном варианте реализации способ также включает выполнение сжимаемого слоя, содержащего слой эластичного материала, расположенного во внешней шине вокруг шипов сцепления и выполненного с возможностью его сжатия под большим давлением в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной для обеспечения выступания шипов сцепления из внешней поверхности внешней шины; возможность втягивания шипов сцепления во внешнюю шину в ответ на состояние повышенного давления внешней шины; выработку сигнала о сбросе давления в ответ на условие приземления воздушного летательного аппарата; при этом внутренний ротор содержит жесткую конструкцию или полугибкую конструкцию; при этом внутренний ротор содержит гибкую ленту, соединенную с жесткой конструкцией и выполненную с возможностью возвращения внутреннего ротора в исходное положение.
Еще в одном варианте реализации раскрыта система сцепления шин шасси, содержащая: обод колеса воздушного летательного аппарата; внешнюю шину, соединенную с ободом колеса воздушного летательного аппарата и содержащую внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру, содержащую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью контакта с посадочной поверхностью; по меньшей мере один клапан для сброса давления, выполненный с возможностью снижения давления во внешней шине до состояния сниженного давления, включающего сниженную периферию внешней шины, в ответ на сигнал о сбросе давления; внутренний ротор, соединенный с ободом колеса воздушного летательного аппарата и расположенный внутри внешней гибкой находящейся под давлением камеры, причем внутренний ротор выполнен с возможностью контакта с внешней шиной в ответ на состояние сниженного давления; и множество шипов сцепления, выполненных с возможностью выступания из внешней поверхности внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной.
В преимущественном варианте реализации шипы сцепления выполнены с возможностью втягивания во внешнюю шину в ответ на состояние повышенного давления внешней шины; причем сигнал о сбросе давления вырабатывают в ответ на условие приземления воздушного летательного аппарата; при этом внутренний ротор содержит жесткую конструкцию или полугибкую конструкцию; при этом внутренний ротор содержит гибкую ленту, соединенную с жесткой конструкцией и выполненную с возможностью возвращения внутреннего ротора в исходное положение; и также содержит нагнетатель давления, выполненный с возможностью повторной подачи давления во внешнюю шину после одного из приземления и попытки приземления; также содержит сжимаемый слой, содержащий слой эластичного материала, расположенного во внешней шине вокруг шипов сцепления и выполненного с возможностью его сжатия под большим давлением в ответ на контакт внутреннего ротора с внешней шиной для обеспечения выступания шипов сцепления из внешней поверхности внешней шины; причем сжимаемый слой содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из: эластомера, вулканизированной резины, пористой резины, пенопласта, воздушного промежутка и заполненного пружинами воздушного промежутка.
Данное раскрытие изобретения приведено для представления концепций в упрощенной форме, которые описаны далее в подробном описании. Данное раскрытие изобретения не предназначено для указания ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта, а также не предназначено для использования для определения объема заявленного объекта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание вариантов реализации настоящего изобретения будет получено при обращении к подробному описанию и формуле изобретения при рассмотрении в совокупности с нижеследующими фигурами, на которых одинаковые обозначения относятся к схожим элементам. Чертежи приведены для облегчения понимания настоящего изобретения без ограничения широты, объема, масштаба или случаев применения изобретения. Чертежи необязательно выполнены в масштабе.
На фиг. 1 показана блок-схема приведенного в качестве примера способа производства и обслуживания воздушного летательного аппарата.
На фиг. 2 показана приведенная в качестве примера блок-схема воздушного летательного аппарата.
На фиг. 3 показана приведенная в качестве примера блок-схема системы сцепления шин в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 4 показана приведенная в качестве примера система сцепления шин, содержащая легковесный внутренний ротор жесткого типа, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 5 показана приведенная в качестве примера система сцепления шин, содержащая легковесный внутренний ротор типа "безвоздушной шины", в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 6 показано приведенное в качестве примера сечение системы сцепления шин, выполненное по линии А-А по фиг. 4, иллюстрирующее шипы сцепления, спрятанные, когда внешняя шина находится в состоянии повышенного давления, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 7 показано приведенное в качестве примера сечение системы сцепления шин, выполненное по линии А-А по фиг. 4, иллюстрирующее шипы сцепления, развернутые, когда внешняя шина находится в состоянии сниженного давления, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 7А показан рост давления на шипованной части внешней шины, содержащей шипы сцепления, когда давление воздуха во внешней шине уменьшается, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 8 показана приведенная в качестве примера система приведения в действие клапана для сброса давления в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 9 показана приведенная в качестве примера блок-схема, иллюстрирующая процесс управления сцеплением шин в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 10 показана приведенная в качестве примера блок-схема, иллюстрирующая процесс формирования системы сцепления шин в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее подробное описание является примером и не направлено на ограничение изобретения или случаев применения и использований вариантов реализации настоящего изобретения. Описания конкретных устройств, технологий и случаев применения приведены только в качестве примеров. Модификации примеров, описанных в настоящем описании, будут очевидны специалисту в данной области техники, а основные принципы, определенные в настоящем описании, могут быть применены к другим примерам и случаям применения без выхода за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее раскрытие представляет собой согласованный объем, согласующийся с формулой изобретения и не ограниченный примерами, описанными и показанными в настоящем описании.
Варианты реализации настоящего изобретения описаны в настоящем описании в терминах функциональных и/или логических блочных компонентов и различных этапов обработки. Следует понимать, что такие блочные компоненты могут быть реализованы любым количеством компонентов аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или аппаратно-программного обеспечения для выполнения конкретных функций. Для краткости, стандартные технологии и компоненты, связанные с шинами шасси, работой шасси и другими функциональными особенностями описанной в настоящем описании системы (и индивидуальных рабочих компонентов систем), могут быть не описаны подробно в настоящем описании. В дополнение, для специалиста в данной области техники очевидно, что варианты реализации настоящего изобретения могут быть выполнены на практике в совокупности с разнообразным аппаратным и программным обеспечением и что варианты реализации, описанные в настоящем описании, являются лишь приведенными в качестве примера вариантами реализации настоящего изобретения.
Варианты реализации настоящего изобретения описаны в настоящем описании в контексте неограничивающего случая применения, а именно сцепления шин шасси воздушного летательного аппарата. Варианты реализации настоящего изобретения, однако, не ограничиваются таким случаем применения для шасси воздушного летательного аппарата, а технологии, описанные в настоящем описании, также могут быть использованы в других случаях приземления.
Как будет очевидно специалисту в данной области техники после прочтения настоящего описания, нижеследующие примеры и варианты реализации настоящего изобретения не ограничены работой в соответствие с данными примерами. Могут быть использованы другие варианты реализации и могут быть выполнены конструкционные изменения без выхода за пределы объема приведенных в качестве примера вариантов реализации настоящего изобретения.
Обращаясь более конкретно к чертежам, варианты реализации настоящего изобретения могут быть описаны в контексте приведенного в качестве примера способа 100 производства и обслуживания воздушного летательного аппарата (способ 100), как показано на фиг. 1, и воздушного летательного аппарата 200, как показано на фиг. 2. Во время предпроизводственного этапа способ 100 может включать разработку 104 спецификации и конструкции воздушного летательного аппарата 200 и заготовку 106 материалов. Во время производства происходит изготовление 108 компонентов и подузлов и интеграция системы 110 (системная интеграция 110) воздушного летательного аппарата 200. Затем воздушный летательный аппарат 200 может пройти сертификацию и доставку 112 для поступления в использование 114. При нахождении в использовании у заказчика воздушный летательный аппарат 200 проходит плановое обслуживание и сервисное обслуживание 116 (которые также могут включать модификацию, реконфигурацию, обновление и т.д.).
Каждый из процессов способа 100 может быть выполнен или проведен системным интегратором, третьими лицами и/или оператором (например, заказчиком). В целях настоящего описания системный интегратор может включать, например, но без ограничения, любое количество производителей воздушных летательных аппаратов и субподрядчиков основных систем; третьи лица могут включать, например, но без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; а оператор может включать, например, но без ограничения, авиалинию, лизинговую компанию, военную организацию, сервисную организацию и т.п.
Как показано на фиг. 1, воздушный летательный аппарат 200, произведенный в соответствие со способом 100, может содержать корпус 218 воздушного летательного аппарата, имеющий множество систем 220 и внутреннюю часть 222. Примеры высокоуровневых систем из систем 220 включают одну или более двигательных систем 224, электрическую систему 226, гидравлическую систему 228, климатическую систему 230 и систему 232 управляемого сцепления шин шасси. Также может содержаться любое количество других систем.
Устройства и способы, примеры осуществления которых показаны в настоящем описании, могут быть применены во время любой одной или более стадий способа 100. Например, компоненты или подузлы, соответствующие производству в процессе 108, могут быть выполнены или изготовлены аналогичным образом с компонентами и вспомогательными узлами, произведенными, пока воздушный летательный аппарат 200 находится на обслуживании. В дополнение, один или более вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинация могут быть использованы во время стадий производства процесса 108 и системной интеграции 110, например, посредством значительного ускорения сборки или снижения стоимости воздушного летательного аппарата 200. Аналогичным образом один или более вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинация могут быть использованы, когда воздушный летательный аппарат 200 находится на обслуживании, например, без ограничения, техническом и сервисном обслуживании 116.
Множество шипов сцепления расположены в материале внешней шины внутри и/или заподлицо по отношению к контактной поверхности внешней шины. Внешняя шина также содержит сжимаемый слой, расположенный во внешней шине вокруг шипов сцепления, когда они не выдвинуты (спрятаны). Внутренний ротор соединен с ободом колеса во внешней шине. По меньшей мере один клапан для сброса давления может уменьшать давление во внешней шине таким образом, что внутренний ротор начинает взаимодействовать с протектором внешней шины вследствие внутреннего сжатия сжимаемого слоя для развертывания шипов сцепления. Внутренний ротор нажимает на внешнюю шину и шипы сцепления, которые контактируют с взлетно-посадочной полосой при качении внешней шины по взлетно-посадочной полосе. Более низкое давление внешней шины все еще может стабилизировать оболочку внешней шины от схлопывания.
Необходимая длина взлетно-посадочной полосы может быть уменьшена, а в некоторых случаях возможно существенное уменьшение. Варианты реализации настоящего изобретения предотвращают неоптимальную работу воздушного летательного аппарата, например, во время суровых условий с поперечным ветром в совокупности с условиями низкого трения поверхности взлетно-посадочной полосы. При таких потенциальных условиях "бокового скольжения" варианты реализации настоящего изобретения могут защитить воздушный летательный аппарат от непреднамеренного ухода со взлетно-посадочной полосы.
Варианты реализации настоящего изобретения могут быть использованы в ситуациях, отличных от чрезвычайных ситуаций. В простейших ситуациях на взлетно-посадочной полосе или при работе с ограниченными рисками варианты реализации настоящего изобретения могут быть использованы для укорачивания и/или стабилизации пробега при посадке без причинения воздушному летательному аппарату, главному шасси, шинам и т.д. отклонения от нормы. Такие полеты являются обычным случаем, например, в операциях научной области, в которой гражданских поддерживают при помощи военных операций (например, летающий военный грузовой воздушный летательный аппарат на станции МакМурдо в Антарктике).
На фиг. 3 показана приведенная в качестве примера блок-схема системы сцепления шин (системы 300) в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Система 300 может содержать транспортное средство 302, шинный узел 304, по меньшей мере один клапан 316 для сброса давления (клапаны 316 для сброса давления), привод 318, управляющее устройство 320 и нагнетатель давления 332.
В нижеследующем описании вариантов реализации настоящего изобретения в качестве варианта реализации транспортного средства 302 используется воздушный летательный аппарат 302.
Шинный узел 304 (колесо 304 воздушного летательного аппарата) выполнен с возможностью соединения с воздушным летательным аппаратом 302. Узел 304 и колесо 304 воздушного летательного аппарата в настоящем документе могут быть использованы взаимозаменяемо. Шинный узел 304 содержит внешнюю шину 306, сжимаемый слой 308, множество шипов 310 сцепления, обод 312 колеса и внутренний ротор 314.
Внешняя шина 306 соединена с ободом 312 колеса и содержит внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру 326, содержащую внешнюю поверхность 328, выполненную с возможностью контакта с контактной поверхностью 402 (фиг. 4), такой как поверхность приземления. Поверхность приземления может включать, например, но без ограничения, обледеневшую взлетно-посадочную полосу, грязную взлетно-посадочную полосу, неиспользуемую взлетно-посадочную полосу и/или другие поверхности приземления.
В некоторых вариантах реализации внешняя шина 306 может содержать непроницаемый слой (подкладку) (не показана) специализированной резины на ее внутренней поверхности, которая содержит воздух или другую заполняющую текучую среду внутри внешней шины 306. Внутренняя непроницаемая подкладка может обкладывать по существу всю внутреннюю поверхность внешней шины 306. Внутренняя непроницаемая подкладка может рассматриваться как часть внешней шины 306. Таким образом, внутренний ротор 314 может контактировать с внешней шиной 306 через внутреннюю непроницаемую подкладку, когда из внешней шины 306 удалено давление.
Сжимаемый слой 308 содержит слой эластичного материала, расположенный во внешней шине 306 и вокруг шипов 310 сцепления и выполненный с возможностью его сжатия под большим давлением, таким как давление Р2 706 на фиг. 7, для обеспечения выступания шипов 310 сцепления из внешней поверхности 328 внешней шины 306. Сжимаемый слой 308 может содержать, например, но без ограничения, эластомер, вулканизированную резину, пористую резину, пенопласт, воздушный промежуток, заполненный пружинами воздушный промежуток или другой сжимаемый материал.
Шипы 310 сцепления выполнены с возможностью выступания из внешней поверхности 328 внешней шины 306 в ответ на контакт внутреннего ротора 314 с внешней шиной 306. Шипы 310 сцепления расположены во внешней шине 306 и окружены сжимаемым слоем 308. Шипы 310 сцепления расположены внутри или заподлицо по отношению к контактной поверхности 402 внешней шины 306 (фиг. 4). Когда система 300 приведена в действие, большинство посадочной массы (W) воздушного летательного аппарата 302, распределенной между шинами главного шасси, такими как внешняя шина 306, сконцентрировано на центральной части контактной поверхности 704 (фиг. 7), такой как взлетно-посадочная полоса 704. Как описано более подробно в описании фиг. 7 и 7А, так как давление Р2 706 от внутреннего ротора 314 на взлетно-посадочную полосу 704 через внешнюю шину 306 значительно больше, чем других частей внешней шины 306, и сконцентрировано на малой области, такой как область А2 710 (фиг. 7А), кончики шипов 310 сцепления развертываются наружу из внешней шины 306 для контакта со взлетно-посадочной полосой 704. Контактная поверхность 402 и взлетно-посадочная полоса 402 в настоящем документе могут быть использованы взаимозаменяемо. Аналогичным образом, контактная поверхность 704 и взлетно-посадочная полоса 704 в настоящем документе могут быть использованы взаимозаменяемо.
Обод 312 колеса может содержать обод 312 колеса воздушного летательного аппарата, соединенный с внешней шиной 306 и внутренним ротором 314. Обод 312 колеса и обод 312 колеса воздушного летательного аппарата в настоящем документе могут быть использованы взаимозаменяемо.
Внутренний ротор 314 соединен с ободом 312 колеса и расположен внутри внешней гибкой находящейся под давлением камеры 326, причем внутренний ротор 314 выполнен с возможностью контакта с внешней шиной 306 в ответ на состояние сниженного давления (РЗ 702 на фиг. 7). Внутренний ротор 314 может содержать, например, но без ограничения, твердую конструкцию, полутвердую конструкцию или другую конструкцию, подходящую для работы внутреннего ротора 314.
Клапаны 316 для сброса давления выполнены с возможностью снижения давления во внешней шине 306 до состояния сниженного давления (Р3 702 на фиг. 7), включающего уменьшенную периферию внешней шины 306 в ответ на сигнал о сбросе давления. Клапаны 316 для сброса давления могут быть использованы для уменьшения давления во внешней шине 306, так что внутренний ротор 314 начинает взаимодействовать с внешней шиной 306 с внутренней стороны 406 (фиг. 4) внешней шины 306 и прокатывается по контактной поверхности 402, такой как взлетно-посадочная полоса 402. Более никое давление (например, Р3 702 на фиг. 7) может также стабилизировать внешнюю шину 306 от схлопывания. Клапаны 316 для сброса давления могут быть приведены в действие посредством приводной команды, содержащей сигнал о сбросе давления, от привода 318. Сигнал о сбросе давления вырабатывается в ответ на неоптимальное условие приземления воздушного летательного аппарата 302.
В некоторых вариантах реализации, в которых сброс давления происходит очень быстро, и для достижения состояния сниженного давления (давление Р3 702 на фиг. 7) требуется высокий выпускной расход в установленные сроки, клапаны 316 для сброса давления могут содержаться в существенном количестве и/или могут иметь существенные размеры. Клапаны 316 для сброса давления могут содержать, например, но без ограничения, 3 или 4 дроссельных отверстия приблизительно 6,35 мм, 20 дроссельных отверстий от приблизительно 51 мм до приблизительно 127 мм или другие конфигурации для достижения состояния Р3 702 сниженного давления в установленные сроки.
Привод 318 выполнен с возможностью приведения в действие клапанов 316 для сброса давления для снижения давления во внешней шине 306 до состояния Р3 702 сниженного давления. Привод 318 также выполнен с возможностью приведения в действие нагнетателя 332 давления. Привод 318 может содержать, например, но без ограничения, линейный гидравлический привод, шарико-винтовой привод или другие приводы, которые имеют возможность приведения в действие клапанов 316 для сброса давления.
Нагнетатель 332 давления выполнен с возможностью повторного нагнетания давления во внешней шине 306 до состояния повышенного давления (Р1 604 на фиг. 6) после приземления или после попытки приземления в ответ на приведения в действия приводом 318, когда внешняя шина 306 находится в состоянии повторного использования, таким образом обеспечивая возможность повторного экстренного торможения. Нагнетатель давления 332 может быть соединен по меньшей мере с одним клапаном 334 для набора давления для повторного наполнения внешней шины 306. Клапан(ы) 334 для набора давления может быть приведен в действие приводом 318 для обеспечения возможности накачки воздуха нагнетателем 332 давления во внешнюю шину 306. Нагнетатель давления 332 может быть расположен, например, но без ограничения, на борту транспортного средства 302, снаружи транспортного средства 302 (например, воздушный насос, расположенный на: земле, воздушном транспортном средстве, водном транспортном средстве или наземном транспортном средстве) или в другом подходящем месте. Нагнетатель давления 332 может накачивать воздух во внешнюю шину 306.
Управляющее устройство 320 может содержать, например, но без ограничения, процессорный модуль 322, модуль 324 памяти или другие модули. Управляющее устройство 320 может быть выполнено в виде, например, но без ограничения, части системы воздушного летательного аппарата, централизованного процессора воздушного летательного аппарата, подсистемного вычислительного модуля, содержащего аппаратное обеспечение и/или программное обеспечение, предназначенное системе 300, или другой процессор. Управляющее устройство 320 может сообщаться с клапанами 316 для сброса давления, клапанами 334 для набора давления и другими элементами системы 300 через канал 330 сообщения.
Управляющее устройство 320 выполнено с возможностью управления клапанами 316 для сброса давления для снижения давления во внешней шине 306 в соответствие с различными условиями работы. Условия работы могут включать, например, но без ограничения, условия полета, наземные работы или другое условие. Условия полета могут включать, например, но без ограничения, приземление или другое условие полета. Наземные работы могут включать, например, но без ограничения, торможение после приземления, руление, парковку или другую наземную работу. Управляющее устройство 320 может также быть выполнено с возможностью управления клапанами 334 для набора давления для нагнетания давления во внешней шине 306 в соответствие с различными условиями работы. Управляющее устройство 320 может быть расположено удаленно от шинного узла 304 или может быть присоединено к шинному узлу 304. В одном варианте реализации управляющее устройство 320 может быть расположено в кабине воздушного летательного аппарата 302.
В процессе работы вспомогательная экстренная тормозная система самолета, такая как система 300, может быть приведена в действие при неоптимальном сценарии приземления главным пилотом или первым помощником. Например, система 300 может быть приведена в действие, когда достигнута масса на колесах, обнаружены условия низкого трения поверхности и определена вероятность возможной неоптимальной работы воздушного летательного аппарата 302 вследствие выхода за границы конца взлетно-посадочной полосы 402. Управляющее устройство 320 или приводное устройство (не показано) для управляющего устройства 320 могут быть размещены на центральном стенде полетной палубы вблизи рычагов управления двигателем, так как управляющее устройство 320 может быть использовано в сопряжении с механизмом реверса тяги, когда воздушный летательный аппарат 302 оборудован таким образом. Управляющее устройство 320 может также быть продублировано на внебортовой консоли в случаях, когда главный пилот просит первого помощника управлять приведением в действие системы 300.
Процессорный модуль 322 содержит логику обработки, которая выполнена с возможностью выполнения функций, способов и процессорных задач с работой системы 300. В частности, логика обработки выполнена с возможностью поддержки системы 300, описанной в настоящем описании. Например, процессорный модуль 322 может направлять клапаны 316 для сброса давления для снижения давления во внешней шине 306 на основании различных условий работы.
Процессорный модуль 322 может быть выполнен или осуществлен с процессором общего назначения и может содержать ассоциативную память, процессор цифрового сигнала, специализированную интегральную схему, программируемую вентильную матрицу, любое подходящее программируемое логическое устройство, логику на дискретных компонентах или транзисторную логику, дискретные аппаратные компоненты или любую их комбинацию, выполненную с возможностью исполнения функций, описанных в настоящем описании. Таким образом, процессор может быть выполнен в виде микропроцессора, контроллера, микроконтроллера, конечной машины и тому подобного. Процессор может быть также выполнен в виде комбинации вычислительных устройств, содержащих аппаратное обеспечение и/или программное обеспечение, например комбинацию процессора цифрового сигнала и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров в сопряжении с ядром процессора цифрового сигнала или любую другую такую конфигурацию.
Модуль 324 памяти может содержать область хранения данных с памятью, имеющей формат для поддержания работы системы 300. Модуль 324 памяти выполнен с возможностью хранения, поддержания и обеспечения данных, необходимых для поддержания функционала системы 300. Например, модуль 324 памяти может хранить данные о параметрах полета, сигнал(ы) о сбросе давления для приведения в действие клапанов 316 для сброса давления или другие данные.
В некоторых вариантах реализации модуль 324 памяти может содержать, например, но без ограничения, энергонезависимое устройство хранения (энергонезависимую полупроводниковую память, устройство с жестким диском, устройство с оптическим диском и тому подобное), запоминающее устройство с произвольной выборкой (например, синхронное динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SRAM), динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (DRAM)) или любую другую форму носителя информации, известную в уровне техники.
Модуль 324 памяти может быть соединен с процессорным модулем 322 и выполнен с возможностью хранения, например, но без ограничения, базы данных и тому подобного. В дополнительном варианте реализации модуль 324 памяти может представлять собой динамически обновляемую базу данных, содержащую таблицу для обновления базы данных, или другое приложение. Модуль 324 памяти может также хранить компьютерную программу, которую исполняют на процессорном модуле 322, операционную систему, прикладную программу, предварительные данные, используемые для выполнения программы, или другое приложение.
Модуль 324 памяти может быть соединен с процессорным модулем 322 таким образом, что процессорный модуль 322 может считывать информацию из модуля 324 памяти и записывать информацию в него. Например, процессорный модуль 322 может получать доступ к модулю 324 памяти для доступа к скорости воздушного летательного аппарата, углу атаки, числу Маха, высоте и другим данным.
В качестве примера, процессорный модуль 322 и модуль 324 памяти находиться в соответствующих интегральных схемах специального назначения (ASICs). Модуль 324 памяти может также быть интегрирован в процессорный модуль 322. В одном из вариантов реализации модуль 324 памяти может содержать кэш-память для хранения временных переменных или другой промежуточной информации во время выполнения инструкций, которые необходимо выполнить посредством процессорного модуля 322.
На фиг. 4 показана приведенная в качестве примера система 400 сцепления шин, содержащая легковесный внутренний ротор 314 жесткого типа (жесткой конструкции), в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Варианты реализации по фиг. 4 могут иметь функции, материалы и конструкции, схожие с вариантами реализации, показанными на фиг. 3. Таким образом, общие признаки, функции и элементы могут быть здесь излишне не описаны. Система 400 содержит внешнюю шину 306, сжимаемый слой 308, шипы 310 сцепления, обод 312 колеса и внутренний ротор 314. На фиг. 4 внутренний ротор 314 содержит жесткую конструкцию, такую как, но без ограничения, толстостеночную шину, шину из твердой резины, шину из твердого композита, шину из твердого металла или другую жесткую конфигурацию шины.
На фиг. 5 показана приведенная в качестве примера система 500 сцепления шин, содержащая легковесный внутренний ротор 314 типа "безвоздушной шины" (полугибкая конструкция), в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Варианты реализации по фиг. 5 могут иметь функции, материалы и конструкции, схожие с вариантами реализации, показанными на фиг. 3. Таким образом, общие признаки, функции и элементы могут быть здесь излишне не описаны. Система 500 содержит внешнюю шину 306, сжимаемый слой 308, шипы 310 сцепления, обод 312 колеса и внутренний ротор 314. На фиг. 5 внутренний ротор 314 содержит полугибкую конструкцию, такую как, но без ограничения, композитный обод, содержащий конструкционные элементы в виде ребер, соединенные с ободом 312 колеса, полугибкую резиновую шину, полугибкую композитную шину, полугибкую металлическую шину или другой тип полугибкой конфигурации шины.
На фиг. 6 показано приведенное в качестве примера сечение системы 600 сцепления шин, выполненное по линии А-А 404 по фиг. 4, иллюстрирующее шипы 310 сцепления, спрятанные, когда внешняя шина 306 находится в состоянии Р1 604 повышенного давления (давление Р1, например "нормальное давление шины"), в соответствие с одним из вариантов реализации. Клапаны 316 для сброса давления могут быть соединены с каналом связи, таким как сигнальный кабель 602, выполненный с возможностью передачи приводной команды, содержащей сигнал о сбросе давления от привода 318 клапанам 316 для сброса давления. В одном из вариантов реализации внутренний ротор 314 может быть соединен с гибкой лентой 606 вокруг его периферии. Например, внутренний ротор 314, содержащий жесткую конструкцию, такую как легковесного жесткого типа по фиг. 4, может быть соединен с гибкой лентой 606 вокруг его периферии, причем гибкая лента выполнена с возможностью возвращения внутреннего ротора 314 в исходное положение.
На фиг. 7 показано приведенное в качестве примера сечение системы 700 сцепления шин, выполненное по линии А-А 404 по фиг. 4, иллюстрирующее шипы 310 сцепления, развернутые, когда внешняя шина 306 находится в состоянии Р3 702 сниженного давления (давление РЗ, например, "низкое давление шины"), в соответствие с одним из вариантов реализации. Давление Р2 706 (давление Р2, например, "давление внутреннего ротора") от внутреннего ротора 314 на внешнюю шину 306 значительно больше, чем давление Р1. Сжимаемый слой 308 калиброван таким образом, что шипы 310 сцепления втягиваются под давлением Р1 и развертываются под давлением Р2.
На фиг. 7А показан рост 700А давления на шипованной части внешней шины 306, содержащей шипы 310 сцепления, когда давление воздуха во внешней шине 306 уменьшается, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Область А1 708 контакта колеса с землей содержит контактную поверхность 402 (фиг. 4) внешней шины 306 (фиг. 3-5) в состоянии Р1 604 повышенного давления ("нормальное давление шины"). Область А2 710 контакта колеса с землей показывает, где внутренний ротор 314 контактирует с протектором внешней шины 306 в состоянии Р3 702 сниженного давления. Так как область А2 710 контакта колеса с землей меньше, чем область А1 708 контакта колеса с землей, посадочная масса W воздушного летательного аппарата 302 распределена по меньшей области, т.е. области А2 710 контакта колеса с землей.
Следовательно, давление Р2, приложенное к сжимаемому слою 308, повышается на основании массы W, распределенной по области А2 710 контакта колеса с землей. Область 712 контакта колеса с землей внешней шины 306 под давлением Р3 702 ("низкое давление шины") может быть больше, чем область А1 708 контакта колеса с землей; однако в целом очень малая часть посадочной массы W (осевая нагрузка) передается через область 712 контакта колеса с землей.
На фиг. 8 показана приведенная в качестве примера система 800 приведения в действие клапана для сброса давления в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Система приведения в действие вспомогательной системы экстренного торможения, такой как система 300, может приводить в действие клапаны 316 для сброса давления посредством управляющего сигнала 802 (например, посредством сигнального кабеля 602 по фиг. 6) для низкого давления для всех внешних шин 306 или некоторых из них. Управляющий сигнал 802 может быть выработан управляющим устройством 320. Управляющий сигнал 802 может содержать, например, но без ограничения, механический сигнал, выработанный механическими средствами, электрический сигнал, выработанный электронными средствами, магнитный сигнал, выработанный электромагнитными средствами, беспроводной сигнал, выработанный беспроводными электронными средствами, или другой тип сигнала, который может быть выработан другими средствами. Управляющее устройство 320 может быть приведено в действие с полетной палубы воздушного летательного аппарата 302.
На фиг. 9 показана приведенная в качестве примера блок-схема, иллюстрирующая процесс 900 управления сцеплением шин при посадке в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Различные задачи, выполняемые в соответствие с процессом 900, могут быть выполнены механически, посредством программного обеспечения, аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, машиночитаемого программного обеспечения, машиночитаемого носителя или их комбинации. Следует понимать, что процесс 900 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, задачи, показанные на фиг. 9, необязательно должны выполняться в показанном порядке, а процесс 900 может быть включен в более сложную процедуру или процесс, имеющий дополнительные функции, не описанные подробно в настоящем описании.
В иллюстративных целях нижеследующее описание процесса 900 может ссылаться на элементы, указанные выше в соответствие с фиг. 1-8. В некоторых вариантах реализации части процесса 900 могут быть выполнены различными элементами системы 300, такими как: транспортное средство 302, шинный узел 304, клапаны 316 для сброса давления, привод 318, управляющее устройство 320 и т.д. Следует понимать, что процесс 900 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, задачи, показанные на фиг. 9, необязательно должны выполняться в показанном порядке, а процесс 900 может быть включен в более сложную процедуру или процесс, имеющий дополнительные функции, не описанные подробно в настоящем описании.
Процесс 900 может начинаться со сброса давления во внешней шине, такой как шина 306 колеса воздушного летательного аппарата, такого как шинный узел 304, до состояния сниженного давления, такого как состояние Р3 702 сниженного давления, в ответ на неоптимальное условие приземления воздушного летательного аппарата (задача 902). Неоптимальное условие может включать, например, но без ограничения, влажную взлетно-посадочную полосу или взлетно-посадочную полосу, покрытую снегом, льдом, сильными ветрами, или другое неоптимальное условие приземления. Например, взлетно-посадочная полоса, имеющая неоптимальное условие, может иметь низкий коэффициент трения (например, менее 0,1).
Процесс 900 далее может включать введение внутреннего ротора, такого как внутренний ротор 314 колеса воздушного летательного аппарата (шинного узла 304), в контакт с внешней шиной 306 в ответ на состояние Р3 702 сниженного давления (задача 904).
Процесс 900 далее может включать развертывание множества шипов сцепления, таких как шипы 310 сцепления, для выступания из внешней шины 306 в ответ на контакт внутреннего ротора 314 с внешней шиной 306 (задача 906).
Процесс 900 далее может включать втягивание шипов 310 сцепления во внешнюю шину 306 в ответ на состояние повышенного давления, такое как состояние Р1 604 повышенного давления, внешней шины 306 (задача 908).
На фиг. 10 показана приведенная в качестве примера блок-схема, иллюстрирующая процесс 1000 обеспечения сцепления шин при посадке, в соответствие с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Различные задачи, выполняемые в соответствие с процессом 1000, могут быть выполнены механически, посредством программного обеспечения, аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, машиночитаемого программного обеспечения, машиночитаемого носителя или их комбинации. Следует понимать, что процесс 1000 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, задачи, показанные на фиг. 10, необязательно должны выполняться в показанном порядке, а процесс 1000 может быть включен в более сложную процедуру или процесс, имеющий дополнительные функции, не описанные подробно в настоящем описании.
В иллюстративных целях нижеследующее описание процесса 1000 может ссылаться на элементы, указанные выше в соответствие с фиг. 1-8. В некоторых вариантах реализации части процесса 1000 могут быть выполнены различными элементами системы 300, такими как: транспортное средство 302, шинный узел 304, клапаны 316 для сброса давления, привод 318, управляющее устройство 320 и т.д. Следует понимать, что процесс 1000 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, задачи, показанные на фиг. 10, необязательно должны выполняться в показанном порядке, а процесс 1000 может быть включен в более сложную процедуру или процесс, имеющий дополнительные функции, не описанные подробно в настоящем описании.
Процесс 1000 может начинаться с соединения обода колеса воздушного летательного аппарата, такого как обод 312 колеса, с внешней шиной, такой как внешняя шина 306, содержащей внешнюю гибкую находящуюся под давлением камеру, такую как внешняя гибкая находящаяся под давлением камера 326, содержащую внешнюю поверхность, такую как внешняя поверхность 328, выполненную с возможностью контакта с посадочной поверхностью, такой как посадочная поверхность 704 (задача 1002).
Процесс 1000 далее может включать конфигурирование по меньшей мере одного клапана для сброса давления, такого как клапаны 316 для сброса давления, для снижения давления во внешней шине 306 до состояния сниженного давления, такого как состояние Р3 702 сниженного давления, включающего уменьшенную периферию внешней шины 306 в ответ на сигнал о сбросе давления (задача 1004).
Процесс 1000 далее может включать соединение внутреннего ротора, такого как внутренний ротор 314, с ободом 312 колеса воздушного летательного аппарата и внутренней частью внешней гибкой находящейся под давлением камеры, такой как внутренняя часть 406, причем внутренний ротор 314 выполнен с возможностью контакта с внешней шиной 306 в ответ на состояние Р3 702 сниженного давления (задача 1006).
Процесс 1000 далее может включать конфигурирование множества шипов сцепления, таких как шипы 310 сцепления, для выступания из внешней поверхности 328 внешней шины в ответ на контакт внутреннего ротора 314 с внешней шиной 306 (задача 1008).
Процесс 1000 далее может включать конфигурирование сжимаемого слоя, такого как сжимаемый слой 308, содержащего слой эластичного материала, расположенного во внешней шине 306 вокруг шипов 310 сцепления и выполненного с возможностью его сжатия под большим давлением в ответ на контакт внутреннего ротора 314 с внешней шиной 306 для обеспечения выступания шипов 310 сцепления из внешней поверхности 328 внешней шины 306 (задача 1010).
Процесс 1000 далее может включать конфигурирование шипов 310 сцепления для втягивания во внешнюю шину 306 в ответ на состояние повышенного давления, такое как состояние Р1 604 повышенного давления, внешней шины 306 (задача 1012).
Процесс 1000 далее может включать выработку сигнала о сбросе давления в ответ на условие приземления воздушного летательного аппарата (задача 1014).
Таким образом, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают средства для улучшенного сцепления шасси во время приземления на загрязненные взлетно-посадочные полосы. Вспомогательную тормозную систему в первую очередь используют в чрезвычайных ситуациях, таких как условия низкого трения, когда обычные тормоза на главном шасси могут быть неэффективными. Вспомогательная тормозная система также применима в ситуациях, когда нельзя избежать выхода за границы взлетно-посадочной полосы. Такое условие может возникнуть при приземлении с недостаточной длиной пробега для использования обычных процедур торможения. В альтернативном варианте реализации может возникнуть условие, когда осуществляется менее чем оптимальная тормозная способность, в случае чего без такой вспомогательной экстренной тормозной системы экипаж и воздушный летательный аппарат могут встретиться с нежелательной ситуацией.
Толкование терминов и фраз, используемых в настоящем документе, и их вариаций должно быть открытым, а не ограничительным до тех пор, пока четко не определено обратное. В качестве примера вышеупомянутого аргумента: термин "включающий" должен пониматься в значении "включающий без ограничения" и т.п.; термин "пример" используется для приведения примеров объекта обсуждения, которые не исчерпывают и не ограничивают перечень таких примеров; и прилагательные, такие как "обычный", "традиционный", "нормальный", "стандартный", "известный", и термины, имеющие схожее значение, не должны толковаться как ограничивающие описываемый объект заданным периодом времени или объектом, доступным на заданное время, а, наоборот, должны пониматься как охватывающие обычные, традиционные, нормальные или стандартные технологии, которые могут быть доступны или известны в настоящее время или в любое время в будущем.
Схожим образом, группу объектов, объединенную союзом "и", не следует толковать как требующую наличия каждого из этих объектов в группе, а наоборот, ее следует толковать в значении "и/или", кроме тех случаев, когда указано обратное. Аналогичным образом группу объектов, объединенную союзом "или" не следует толковать как требующую взаимоисключения каждого из объектов группы, а наоборот, ее следует толковать также в значении "и/или", кроме тех случаев, когда указано обратное. Кроме того, хотя объекты, элементы или компоненты настоящего изобретения могут быть описаны или заявлены в единственном числе, подразумевается, что множественное число также входит в объем изобретения, кроме тех случаев, когда четко указано ограничение до единственного числа. Наличие расширяющих слов и фраз, таких как "один или более", "по меньшей мере", "но без ограничения" или тому подобных фраз, в некоторых примерах не означает, что в примерах, когда такие расширяющие фразы могут отсутствовать, подразумеваются или требуются более узкие случаи.
В приведенном выше описании делается ссылка на элементы, или узлы, или признаки, которые "соединены" или "связаны" вместе. В терминах настоящего описания до тех пор, пока четко не указано обратное, "соединенный" означает, что один элемент/узел/признак непосредственно соединен (или непосредственно сообщается) с другим элементом/узлом/признаком и необязательно механическим образом. Схожим образом, до тех пор, пока четко не указано обратное, "связанный" означает, что один элемент/узел/признак опосредованно соединен (или опосредованно сообщается) с другим элементом/узлом/признаком и необязательно механическим образом. Следовательно, хотя на фиг. 1-8 показаны приведенные в качестве примера расположения элементов, дополнительные промежуточные элементы, устройства, признаки или компоненты могут присутствовать в варианте реализации настоящего изобретения.
В настоящем документе термины "компьютерный программный продукт", "машиночитаемый носитель" и тому подобные могут быть использованы в целом для ссылки на носители, такие как память, устройства хранения, блок хранения или другие неизменяемые носители. Данные и другие формы машиночитаемых носителей могут использоваться при хранении одной или более инструкций для использования процессорным модулем 322 для того, чтобы вынуждать процессорный модуль 322 выполнять определенные операции. Такие инструкции, обычно называемые "компьютерным программным кодом" или "программным кодом" (которые могут быть сгруппированы в виде компьютерных программ или других групп), при исполнении приводят в действие систему 300.
В терминах настоящего описания, до тех пор, пока не указано обратное, "выполненный с возможностью" означает выполненный с возможностью его использования, приспособленный или готовый для использования или эксплуатации, выполненный с возможностью использования для конкретных задач и имеющий возможность выполнения указанной или необходимой функции, описанной в настоящем описании. В отношении систем и устройств термин "выполненный с возможностью" означает, что система (и/или устройство) может в полной мере функционировать и откалибрована, содержит элементы для и соответствует требованиям прикладной работоспособности для выполнения указанных функций при приведении его в действие. В отношении систем и схем термин "выполненный с возможностью" означает, что система (и/или схема) может в полной мере функционировать и откалибрована, содержит логику для и соответствует требованиям прикладной работоспособности для выполнения указанных функций при приведении ее в действие.