СПОСОБ ЗАЩИТЫ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ВО ВРЕМЯ ЕГО БУКСИРОВКИ И ШТИФТ ДЛЯ СЦЕПКИ БУКСИРОВОЧНОГО ВОДИЛА С ПОВОРОТНОЙ НИЖНЕЙ ЧАСТЬЮ ШАССИ
METHOD OF AIRCRAFT UNDERCARRIAGE PROTECTION IN TOWING AND PIN FOR COUPLING TOWHEAD WITH UNDERCARRIAGE ROTARY LOWER PART

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу защиты шасси летательного аппарата во время его буксировки, а также к штифту для сцепки буксировочного водила с поворотной нижней частью шасси.
Уровень техники
Изобретение относится к буксировке летательных аппаратов на земле при помощи буксировочных устройств, предназначенных для сцепки нижней части шасси летательного аппарата с буксировочным тягачом. Чаще всего эти буксировочные устройства представляют собой буксировочные водила, один конец которых устанавливают на задней части тягача, а другой конец соединяют с нижней частью вспомогательного шасси летательного аппарата. Как правило, сцепку водила с шасси осуществляют посредством введения конца водила между проушинами на уровне скользящего штока вспомогательного шасси вблизи оси, на которой установлены колеса шасси. После этого конец водила соединяют при помощи соединительного штифта, называемого буксировочным штифтом. Буксировочное водило передает на шасси значительные усилия тяги и поворотного момента, причем эти усилия тем больше, чем больше загрузка летательного аппарата. Уровень усилий, передаваемых на шасси, зависит также от изменений направления, задаваемых тягачом: действительно, пороговое усилие, которое может выдержать шасси, является значительно большим, когда колеса шасси по существу параллельны продольной оси летательного аппарата, чем когда они ориентированы под углом по отношению к продольной оси летательного аппарата.
Чтобы избежать повреждения шасси водилом при передаче на него слишком больших усилий, как известно, буксировочный штифт используют в качестве механического предохранителя, делая его локально ослабленным таким образом, чтобы он срезался, как только будет достигнут заранее определенный порог усилия. Однако это решение имеет свои недостатки. С одной стороны, чтобы обеспечить срезание штифта, когда этого потребует ситуация, в частности, когда угол ориентации колес шасси оказывается большим, следует предусмотреть достаточно большой запас безопасности в определении порога разрыва, что приводит к частым и в некоторых случаях не оправданным разрушениям штифта. С другой стороны, срезание штифта не является оптимальным решением с точки зрения обеспечения безопасности, так как оно действительно разрывает соединение между летательным аппаратом и тягачом, но не обязательно приводит к немедленной остановке летательного аппарата, который может продолжать свое перемещение на земле по инерции.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет разработки усовершенствованного способа защиты шасси самолетов во время их буксировки.
Поставленная задача решена в способе защиты шасси летательного аппарата во время его буксировки при помощи буксировочного водила, сцепленного с поворотной нижней частью шасси, содержащем этап генерирования тревожного сигнала, когда буксировочное усилие, прикладываемое буксировочным водилом на шасси, достигает или превышает заранее определенный порог усилия. Согласно изобретению указанный порог изменяют в зависимости от ориентации поворотной нижней части шасси.
Таким образом, в рамках способа в соответствии с изобретением учитывают критерий ориентации нижней части шасси, то есть, по сути дела, ориентацию колес шасси. Следовательно, можно очень точно выбрать порог усилия, при превышении которого можно повредить шасси, в зависимости от ориентации колес. Действительно, как было указано выше, порог усилия шасси оказывается намного выше, когда направление колес совпадает с направлением продольной оси летательного аппарата во время его буксировки, чем когда колеса направлены под углом к этой оси. Учет ориентации колес обеспечивает срабатывание тревожного сигнала превышения порога, только когда это оказывается необходимым, то есть способ является намного более надежным и точным, чем в предыдущих решениях.
Объектом изобретения является также штифт для сцепки буксировочного водила с поворотной нижней частью шасси, при этом штифт содержит:
- средства для измерения усилий, действующих на штифт,
- средства для измерения наклона штифта относительно горизонтали,
- средства для вычисления порога усилия в зависимости от ориентации нижней части шасси, определяемой на основании наклона штифта,
- средства для сравнения измеренных усилий с порогом усилия и для генерирования тревожного сигнала, если измеренные усилия достигают или превышают порог усилия.
Буксировочный штифт вполне соответствует задаче применения способа в соответствии с изобретением. Действительно, предпочтительно используют тот факт, что на основании измерения ориентации штифта относительно горизонтали можно определить ориентацию колес шасси, в частном случае шасси, имеющих угол наклона, то есть шасси, в которых поворотная ось нижней части наклонена относительно вертикали. Оборудовав буксировочный штифт соответствующими инструментами, можно исключительно на уровне штифта определять одновременно ориентацию колес шасси и допустимый для шасси порог усилий (действующих на штифт и, следовательно, передающихся на шасси), чтобы избежать его повреждения, в зависимости от ориентации его колес. По сути дела, изобретение позволяет применять способ защиты шасси, не прибегая к оборудованию этого шасси дополнительными средствами измерения или вычисления, поскольку все измерения и вычисления происходят на буксировочном штифте, который можно легко поменять и который остается на земле в составе буксировочного оборудования. Кроме того, система сигнализации позволяет оповестить техника-буксировщика, чтобы он изменил условия буксировки, что позволяет избежать порогового напряжения, систематически приводящего к срезанию штифта и к его замене.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
Это описание приведено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 схематично показана нижняя часть вспомогательного шасси летательного аппарата, при этом колеса параллельны продольной оси летательного аппарата, вид сбоку;
на фиг.2 схематично показана нижняя часть вспомогательного шасси летательного аппарата, изображенного на фиг.1, при этом колеса повернуты под углом относительно продольной оси летательного аппарата, вид сбоку;
на фиг.3 схематично показан буксировочный штифт, оборудованный инструментами в соответствии с изобретением, для водила, соединяющего шасси с буксировочным тягачом;
на фиг.4 схематично показана сцепка шасси с буксировочным водилом, вид сверху.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.1, вспомогательное шасси 1 летательного аппарата содержит кессон 2, который напрямую соединен с конструкцией летательного аппарата и в котором установлен шток 3 с возможностью телескопического перемещения скольжением, образующий вместе с кессоном 2 узел шасси. В нижней части штока 3 установлена колесная ось 4, на которой установлены два колеса 5. Кессон 2 содержит орган ориентации, содержащий муфту 6, установленную с возможностью вращения вокруг кессона 2. В данном случае шасси имеет угол наклона α, по существу равный 10°.
Когда буксировка не производится, этой муфтой 6 управляют приводные гидроцилиндры: муфта соединена со штоком 3 через направляющий двухзвенный шарнир 7, содержащий два звена, шарнирно соединенных таким образом, чтобы угловое положение штока 3 определялось угловым положением муфты 6. Для ориентации колес 5 достаточно подать команду на приводные гидроцилиндры, чтобы повернуть муфту 6, которая поворачивает шток 3 через направляющий двухзвенный шарнир 7.
Когда летательный аппарат находится в ситуации буксировки на земле, привод ориентации колес 5 отключен. Как показано на фиг.4, используют буксировочное водило 13, которое одним концом соединяют с тягачом (не показан), а другим концом 131 - с буксировочным штифтом 8, установленным в нижней части скользящего штока 3, вблизи колесной оси 4. Тягач тянет за буксировочное водило 13, которое перемещает шасси 1 по заданной траектории на земле. На фиг.1 колеса 5 шасси показаны в положении, параллельном продольной оси X летательного аппарата.
На фиг.2 показано то же шасси, что и на фиг.1, но в данном случае колеса 5 повернуты на 90° относительно их ориентации, показанной на фиг.1. Как оказалось, при такой предельной ориентации колес допустимая нагрузка на шасси 1, не приводящая к повреждению, примерно в два раза ниже допустимой нагрузки на это же шасси при колесах, параллельных продольной оси X, как показано на фиг.1.
Кроме того, учитывая угол наклона шасси, понятно, что наклон штифта 8 относительно горизонтали напрямую связан с ориентацией колес 5 шасси. Угол, который штифт 8 образует с горизонталью, равен углу наклона α скользящего штока 3 относительно вертикали, когда колеса 5 повернуты на 90°. Таким образом, угол между штифтом и горизонталью изменяется от 0°, когда колеса расположены на одной прямой с продольной осью летательного аппарата, и углом, равным углу наклона шасси, когда колеса повернуты на 90°.
Как показано на фиг.3, в соответствии с изобретением в буксировочный штифт 8 внесены изменения, после которых он содержит различные комплектующие, в том числе:
- средства для измерения усилий, действующих на штифт, в данном случае один или несколько тензометров 9,
- средства для измерения наклона штифта 8 относительно горизонтали, в данном случае акселерометр 10, в частности трехосный акселерометр,
- средства для вычисления порога усилия в зависимости от ориентации нижней части шасси 1, определяемой на основании ориентации штифта 8,
- средства для сравнения измеренных усилий с порогом усилия и для генерирования тревожного сигнала, если измеренные усилия достигают или превышают порог усилия.
В данном случае средства вычисления, сравнения и включения сигнализации объединены в один блок 11 электронных компонентов, которые сами по себе известны.
Предусмотрена также батарея 12, которая обеспечивает достаточную автономность работы вышеуказанных компонентов.
Трехосный акселерометр является более предпочтительным, чем измеритель угла наклона (одноосный), так как трехосный акселерометр позволяет определить наклон шасси с учетом возможной неровности земли. Кроме того, использование трехосного акселерометра позволяет получать данные, необходимые для других функций: если определение ориентации колес при помощи системы управления, входящей в состав летательного аппарата, требует предельно фильтрованного сигнала акселерометра, то незначительно фильтрованный или не фильтрованный сигнал акселерометра можно также использовать для определения динамической реакции не подвешенной массы шасси.
Способ защиты шасси 1 в соответствии с изобретением, применяемый при помощи оборудованного таким образом буксировочного штифта 8, работает следующим образом: во время буксировки штифт 8 имеет переменный наклон относительно горизонтали в зависимости от изменений направления, задаваемых буксировочным тягачом и передаваемых на штифт через буксировочное водило. Изменение наклона измеряет акселерометр 10, уровень напряжения буксировочного штифта измеряет тензометр 9, затем в зависимости от этой пары значений средства 11 вычисления вычисляют пороговую нагрузку, которую может выдержать шасси при данном наклоне колес. Средства 11 сравнения сравнивают это пороговое значение с измеренным значением и включают сигнализацию, если этот порог достигнут или превышен.
Срабатывание тревожной сигнализации может принимать разные формы. Речь может идти о буквенно-цифровой индикации или о звуковом и/или визуальном сигнале, срабатывающих непосредственно на буксировочном штифте, и/или на панели приборов буксировочного тягача, и/или на панели приборов в кабине экипажа летательного аппарата, на основании передачи соответствующих данных между штифтом и тягачом и/или между штифтом и летательным аппаратом. Речь может также идти об электрической сигнализации или о любом другом срабатывании сигнала, требующем вмешательства оператора или воздействующем на рабочий параметр летательного аппарата или тягача.
Необходимо отметить, что средства 11 измерения и сравнения усилия могут содержать запоминающие устройства, чтобы сохранять хронологическую запись измеренных усилий, которые превысили вычисленные пороги.
Таким образом, изобретение обеспечивает точное определение в реальном времени пороговой нагрузки, допустимой для шасси, в зависимости от ориентации колес, и соответствующее срабатывание тревожного сигнала при достижении или превышении этого порога. Использование ориентации штифта 8 для определения на ее основании ориентации колес шасси и использование пороговой нагрузки этого же штифта для определения на ее основании пороговой нагрузки шасси представляет особый интерес, так как легче оборудовать инструментами буксировочный штифт 8, который остается на земле, чем само шасси 1.
Разумеется, способ в соответствии с изобретением можно также применять при помощи средств измерения угла, вычисления и сравнения, которые не сгруппированы или не все сгруппированы на буксировочном штифте 8. По меньшей мере, некоторые из этих средств могут быть включены в средства вычисления и управления, установленные на борту летательного аппарата.
Кроме того, на штифте 8 можно предусмотреть одну или несколько зон предварительного напряжения таким образом, чтобы он срезался в этих зонах при превышении заданного порога нагрузки, как это происходит в известных буксировочных штифтах, однако в этом случае следует предусматривать более высокий порог.