Узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата
AIRCRAFT PLANE GEAR LEG BRIDGE INSTALLATION UNIT

Изобретение относится к авиационной технике, конкретно к установке шасси на планере летательного аппарата.
Уровень техники
На современных самолетах большой грузоподъемности устанавливаются шасси, уборка и выпуск колесной тележки которого осуществляются поворотом траверсы стойки шасси (далее - траверса).
Цапфы траверсы устанавливаются в сферические (шарнирные) подшипники (шаровые подшипники), закрепленные в седлах, зафиксированных относительно каркаса планера летательного аппарата. Например: Узел крепления траверсы стойки шасси самолета к каркасу крыла, патент RU 2412865С1, МПК В64С 25/04, опубл. 27.02.2011. Сферические подшипники включают в себя шаровидный внутренний элемент, обладающий выпуклой наружной поверхностью. Эти подшипники также включают в себя наружный элемент, обладающий вогнутой внутренней поверхностью, ответной для наружной поверхности внутреннего элемента. Сферические подшипники широко используются в авиационной индустрии, а также в механических проводках и приводах благодаря тому, что они являются «самоустанавливающимися», позволяют компенсировать допустимую деформацию каркаса планера и действуют как подвижные опоры, не воспринимая осевой составляющей Z.
В процессе эксплуатации на траверсу в плоскости, перпендикулярной геометрической оси поворота, действуют радиальные силы (X.Y) и осевые силы (Z), направленные вдоль этой оси.
Для компенсации осевых сил Z необходима фиксация траверсы в осевом направлении относительно каркаса планера летательного аппарата.
Известен узел установки траверсы, раскрытый в международной заявке WO 2012095621 (А1), МПК: В64С 25/36, В64С 25/50, опубл. 19.07.2012, в котором фиксация траверсы в осевом направлении осуществляется упором буртиков траверсы в каркас через кронштейны подвесок сферических опор, каждая из которых воспринимает и передает на каркас осевую сжимающую силу только в одном направлении.
Недостатком исполнения узла является то, что не учитывается различная жесткость каркаса планера в местах установки опор сферических подшипников.
Недостаточная жесткость одного из элементов каркаса в месте установки опоры может привести к ее недопустимым деформациям и возможным разрушениям менее жесткой части каркаса планера летательного аппарата (ЛА) от действия осевой силы.
Наиболее близким к заявленному изобретению является узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, раскрытый в патенте US 6945496 B2, МПК: В64С 25/04, В64С 25/10, опубл. 20.09.2005, содержащий траверсу с цапфами, установленными в сферические подшипники, закрепленные в седлах, зафиксированных относительно каркаса планера летательного аппарата, при этом для фиксации траверсы в осевом направлении цапфы выполняются пустотелыми и через них пропускают поперечный стержень, работающий на растяжение, проходящий через сферические опоры и закрепленный к каждому из седел. При этом седло, расположенное на менее жестком участке планера, подвижно, что обеспечивает возможность допустимой деформации под действием направленной на нее осевой силы без разрушения. После снятия нагрузки упругий стержень возвращает подвижное седло в исходное положение.
Недостатком прототипа является нагружение сферических подшипников как осевыми, так и радиальными силами в месте закрепления стержня, что может вызывать рассогласование работы сферических подшипников, приводящее к заклиниванию. Таким образом не обеспечивается беспрепятственный поворот траверсы при выпуске - уборке шасси.
Кроме того, появляется возможность возникновения усталостных разрушений под влиянием частых осевых нагрузок.
Раскрытие изобретения
Технической задачей изобретения являлась разработка несложной конструкции узла установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, обеспечивающей фиксацию траверсы в осевом направлении с нагрузкой только на одну область каркаса планера и беспрепятственный поворот траверсы при уборке - выпуске шасси.
Поставленная задача решается созданием конструкции
узла установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, содержащего траверсу с цапфами, установленными в сферические подшипники, закрепленные в седлах, зафиксированных относительно каркаса планера летательного аппарата, и узел для фиксации траверсы в осевом направлении, снабженный внутренним буртиком и закрепленный к каркасу планера у одного из седел, при этом траверса выполнена с кольцевой канавкой, и внутренний буртик узла для фиксации траверсы в осевом направлении размещен в кольцевой канавке траверсы, и между поверхностями буртика и траверсы обеспечен радиальный зазор.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение надежности конструкции узла установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, обеспечивающей фиксацию траверсы в осевом направлении с нагрузкой только на одну область каркаса и беспрепятственный поворот траверсы при уборке - выпуске шасси.
В частных случаях выполнения в узле установки траверсы:
- между, по меньшей мере, одним из торцов буртика узла для фиксации траверсы в осевом направлении и боковым контуром траверсы в месте выполнения канавки установлена, по меньшей мере, одна антифрикционная прокладка, при этом толщину антифрикционной прокладки выбирают равной зазору между торцами буртика и боковыми контурами траверсы в месте выполнения канавки;
- узел для фиксации траверсы в осевом направлении выполнен в виде двух полуколец, снабженных внутренними буртиками, образующими при установке внутренний буртик узла для фиксации траверсы в осевом направлении, и элементами для обеспечения крепления полукольца к каркасу планера, при этом рельеф радиальной поверхности буртиков полуколец выполнен в виде полукольцевой цилиндрической поверхности, при этом радиусы этой поверхности для каждого полукольца равны;
- обеспечена возможность перемещения, по меньшей мере, одной из цапф относительно траверсы в направлении оси поворота, при этом в торце траверсы выполнена осевая полость, в которую вставлена цапфа с возможностью перемещаться вдоль оси поворота внутри этой полости.
Краткое описание чертежей
Для пояснения сущности заявленной полезной модели используются следующие графические материалы:
Фиг. 1 - узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата;
Фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1;
Фиг. 3 - схема сил, действующих в узле установки траверсы стойки оси шасси.
Осуществление изобретения.
Узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата (ЛА) позволяет осуществлять поворот шасси относительно оси поворота (17) траверсы (1) при уборке - выпуске шасси.
Узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата (Фиг. 1) содержит траверсу (1) с цапфами (2, 3), установленными в сферические, например шарнирные, подшипники (4, 5), закрепленные в седлах (6, 7), зафиксированных относительно каркаса планера летательного аппарата.
Седла (посадочные места под наружные кольца сферических подшипников) (6, 7) могут быть зафиксированы (непосредственно выполнены) в каркасе планера летательного аппарата (ЛА) или располагаться в кронштейнах, которые фиксируются к этому каркасу, например, болтами. (Фиг. 1, 2).
Также узел установки траверсы содержит узел для фиксации траверсы в осевом направлении (8), снабженный внутренним буртиком (9) и закрепленный к каркасу планера у одного из седел (7).
Одновременно траверса выполнена с кольцевой канавкой (10), например проточкой, при этом внутренний буртик (9) узла для фиксации траверсы в осевом направлении размещен (вставлен в процессе сборки) в кольцевой канавке траверсы (10), и между поверхностями буртика (11) и траверсы (12) обеспечен радиальный зазор (13). Радиальный зазор обеспечивается конструкторской проработкой компоновки с определением требуемых размеров зазора или индивидуальной подгонкой.
Для исключения появления люфта в осевом направлении, а также ударов при резком возникновении осевых сил между торцами буртика (9) узла для фиксации траверсы в осевом направлении между, по меньшей мере, одним из торцов буртика (9) узла для фиксации траверсы в осевом направлении и боковым контуром траверсы (1) в месте выполнения канавки между ними может быть установлена, по меньшей мере, одна антифрикционная прокладка (14), например, выполненная в виде двух полуколец из металлофторопластовой ленты. По мере износа и появлении люфта в осевом направлении прокладки заменяются. Толщину антифрикционной прокладки (14) выбирают равной зазору между торцами буртика и боковыми контурами траверсы в месте выполнения канавки, определяемом по результатам измерений.
Узел для фиксации траверсы (8) закреплен непосредственно к каркасу планера или к кронштейну соответствующего седла у одного из седел (7) сферического подшипника(5).
Узел для фиксации траверсы в осевом направлении (8) может быть выполнен в виде двух полуколец (15, 16), каждое из которых снабжено внутренними буртиками, образующими при установке общий внутренний буртик (9) устройства для фиксации траверсы в осевом направлении.
Крепление к каркасу планера осуществляется непосредственно или посредством кронштейнов, при этом полукольца снабжены элементами для обеспечения крепления полуколец к каркасу планера, например фланцами в виде полуколец с отверстиями (18), расположенными на торцах, противоположных внутреннему буртику (9), или посадочными местами («лапками») для соединения с поперечными ребрами, выполненными на кронштейне, закрепленном к каркасу планера ЛА.
Для увеличения площади для распределения осевой нагрузки предпочтительно, чтобы рельеф радиальной поверхности буртиков полуколец был выполнен в виде полукольцевой цилиндрической поверхности, при этом радиусы этой поверхности для каждого полукольца (15, 16) были бы равны.
Цапфы (2, 3) могут составлять с траверсой одно целое или для удобства производства сборочно-разборочных работ может быть обеспечена возможность перемещения, по меньшей мере, одной из цапф относительно траверсы (2) в направлении оси поворота (17). В этом случае в торце траверсы выполняют осевую полость (18), например отверстие, в которую вставляется подвижная цапфа (2, 3), имеющая возможность перемещаться вдоль оси внутри этой полости (18).
Сборка узла установки траверсы (1) стойки шасси на ЛА может осуществляться следующим образом: цапфы (2, 3) траверсы (1) перемещением вдоль оси траверсы (17) вводятся в посадочные места сферических подшипников (4, 5), закрепленные в седлах (6, 7), зафиксированных относительно каркаса планера ЛА. После этого к каркасу закрепляются элементы узла для фиксации траверсы в осевом направлении (8) у одного из седел (7) сферического подшипника (5), при этом внутренние буртики полуколец узла для фиксации траверсы в осевом направлении вставляют в кольцевую канавку траверсы (10) для упора в его торцы соответствующего бокового контура траверсы (1) в месте выполнения канавки, контактирующего своим кольцевым фиксирующим буртиком с кольцевой проточкой.
Реализация изобретения
При уборке - выпуске шасси происходит поворот траверсы (1) относительно оси поворота (17). Поскольку между поверхностями буртика (11) и траверсы (12) обеспечен радиальный зазор (13), узел для фиксации траверсы в осевом направлении (8) не препятствует осуществлению поворота. Одновременно при конструкторской проработке величину зазора выбирают с учетом беспрепятственного изменения положения оси поворота (17) траверсы в случае изменения положений седел (6, 7) при допустимой деформации каркаса планера.
Сжимающие силы, действующие в плоскости, перпендикулярной оси поворота траверсы, например вертикальные Υ и горизонтальные X, воспринимаются каркасом ЛА через седла (6, 7) сферических подшипников (4, 5), которые действуют как подвижные опоры, не воспринимая осевой составляющей Ζ. (Фиг. 3).
В случае возникновения осевой нагрузки Ζ. в зависимости от направления действия этой силы боковой контур траверсы (19, 20) в месте выполнения канавки (10) контактирует - упирается в торец (21, 22) буртика (9), при этом происходит передача растягивающей или сжимающей силы, действующей по оси Z. через узел для фиксации траверсы в осевом направлении (8) на корпус фюзеляжа только в месте его закрепления к каркасу планера (23) у одного из седел (7) сферического подшипника (6).
Очевидно, что при выборе места для закрепления устройства для фиксации траверсы в осевом направлении (8) вдоль оси траверсы в прямом и обратном направлениях требование о достаточной жесткости корпуса, целью восприятия осевых сил только для одного из узлов крепления траверсы, при этом целесообразно выбирать место для закрепления к каркасу планера у седла (7), обладающего большей жесткостью, например в случае конструктивной установки седел (6, 7) на каркасе крыла и фюзеляжа место закрепления определяется у седла 7, расположенного на фюзеляже.
Таким образом, в результате разработки получен узел установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, в котором фиксация траверсы в осевом направлении осуществляется устройством, исключающим действие осевой силы на сферические подшипники и передающим осевые нагрузки только в одну область каркаса планера ЛА, расположенную у места фиксации одного из седел для сферического подшипника, что повышает надежность.
Из вышеописанного очевидно, что конструкция узла установки траверсы стойки шасси летательного аппарата, обеспечивающего фиксацию траверсы в осевом направлении, выполнена простой по отношению к выбранному прототипу, что обеспечивает повышение надежности конструкции и обеспечивающей беспрепятственный поворот траверсы при уборке - выпуске шасси. Кроме того, использование узла, обеспечивающего фиксацию траверсы в осевом направлении с нагрузкой только на одну область каркаса планера, позволяет учитывать требования к жесткости конструкции корпуса для компенсации осевой силы только для одной области фиксации седла сферического подшипника в месте большей жесткости.