Колесный электропривод самолета
WHEELED ELECTRIC DRIVER OF AIRPLANE

Изобретение относится к тормозным устройствам шасси самолета.
Известен электропривод колеса шасси самолета, который состоит из закрепленного на стойке шасси электродвигателя с шестерней на выходном валу и цепной передачей (патент US №8684300 В2 от 04.08.2010), установленной с возможностью ее ввода для взаимодействия с зубчатым венцом колеса для раскрутки колеса перед приземлением самолета и его вращения во время движения по рулежной дорожке. Цепная передача выводится из взаимодействия с зубчатым венцом колеса перед разгоном самолета для взлета. Такая передача движения от электродвигателя к колесу может включать зубчатый ремень или зубчатые шестерни. Для ввода любой из зубчатых передач в зацепление или вывода из зацепления с зубчатым венцом колеса в конструкции имеется дополнительный электрический линейный или гидравлический привод, что усложняет конструкцию привода колеса и снижает его надежность.
Наиболее близким прототипом является изобретение электропривода вращения колеса и тормоза колеса самолета (патент US №8579229 от 06.12.2011), состоящего из электродвигателей с редукторами, закрепленными на опорном диске на оси колеса так, что оси электроприводов параллельны оси колеса, выходные валы редукторов имеют средства зацепления с зубчатым венцом, установленным на ободе колеса, а также размещенных в ободе колеса пакета тормозных дисков с электромеханическим приводом, установленным на опорном диске. Недостаток данного электропривода - в его низкой надежности вследствие наличия управляемой электромагнитом зубчатой муфты, соединяющей зубчатый венец привода колеса с ободом колеса.
Целью изобретения является повышение надежности колесного электропривода самолета.
Поставленная цель достигается устранением трущихся деталей для передачи момента вращения колесу.
Для этого колесный электропривод самолета включает в себя выполненные на колесе самолета из магнитного материала колесные полюса, ориентированные с минимальным воздушным зазором параллельно полюсам электромагнитов, выполненным из магнитного материала на оси шасси самолета. На полюсах электромагнитов размещены обмотки. По окружности рядом с полюсом электромагнита размещены датчики положения колесного полюса, подключенные своими выходами к входам управляющего устройства, соединенного своими выходами с входами коммутационных устройств, которые подключают обмотки электромагнитов к источнику электропитания. К другому входу управляющего устройства подключен выход устройства задания скорости вращения колеса. Фиксатор колесного полюса, содержащий штифт фиксатора колесного полюса, прикреплен к опоре шасси самолета рядом с полюсом электромагнита и траекторией движения колесного полюса самолета. Технический результат заключается в повышении надежности электропривода колеса шасси самолета.
Прилагаемые чертежи изображают:
фиг. 1 - колесо самолета с колесным электроприводом;
фиг. 2 - колесный электропривод самолета при положении колесных полюсов напротив полюсов электромагнита 17;
фиг. 3 - колесный электропривод самолета при положении полюсов колеса напротив полюсов электромагнита (вид верхней части в разрезе А-А на фиг. 2);
фиг. 4 - электрическая схема колесного электропривода самолета.
Перечень элементов на прилагаемых чертежах:
1 - обод колеса;
2 - колесный полюс;
3 - подшипник;
4 - полюс электромагнита;
5 - обмотка электромагнита;
6, 7, 8, 9 - датчики;
10 - управляющее устройство;
11 - устройство задания скорости вращения колеса;
12 - коммутационное устройство;
13 - источник электропитания;
14 - ось шасси самолета;
15 - пневматик;
16 - колесо самолета;
17 - электромагнит;
18 - электромагнит;
19 - электромагнит;
20 - фиксатор колесного полюса;
21 - штифт фиксатора колесного полюса;
22 - коммутационное устройство;
23 - коммутационное устройство.
Колесный электропривод самолета состоит из колесных полюсов 2 (см. фиг. 1 - фиг. 3), выполненных на ободе 1 колеса самолета 16; электромагнитов 17, 18 и 19, включающих в себя полюса электромагнита 4, выполненные на оси шасси самолета 14. На полюсах электромагнита 4 намотана обмотка электромагнита 5 (см. фиг. 1 - фиг. 3). Полюса трех электромагнитов 17, 18 и 19 расположены друг относительно друга под углом 120°. По обе стороны полюса 4 электромагнита 17 расположены датчики 6, 7, 8 и 9 положения колесных полюсов 2 (см. фиг. 2). Электрическая схема колесного электропривода самолета состоит из управляющего устройства 10, устройства 11, задающего скорость вращения колеса самолета 16, и коммутационных устройств 12, 22 и 23 (см. фиг. 5). Фиксатор колесного полюса 20, содержащий штифт фиксатора колесного полюса 21, прикреплен к стойке шасси самолета.
На фиг. 2 изображен колесный электропривод самолета при положении колесных полюсов напротив полюсов электромагнита 17.
На фиг. 3 изображен колесный электропривод самолета при положении полюсов колеса напротив полюсов электромагнита (вид верхней части в разрезе А-А на фиг. 2).
На фиг. 4 изображена электрическая схема колесного электропривода самолета, включающая в себя: датчики 6, 7, 8 и 9, управляющее устройство 10, коммутационные устройства 12, 22 и 23, обмотки электромагнитов 5, электромагнит 17, электромагнит 18 и электромагнит 19, источник электропитания 13 и устройство 11 задания скорости вращения колеса самолета.
Колесный электропривод самолета работает следующим образом.
При необходимости движения самолета по аэродрому, например со стоянки к началу взлетно-посадочной полосы, электропривод работает в режиме двигателя, вращая колесо шасси самолета.
Вначале с выхода устройства 11 подается сигнал на вход управляющего устройства 10 для вращения колеса самолета 16. С выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 12 подается сигнал, по которому коммутационное устройство 12 подключает к источнику электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 17. Под действием магнитного поля электромагнита 17 полюса электромагнита 4 удерживают колесный полюс 2 (см. фиг. 1 - фиг. 3). Фиксатор колесного полюса 20 убирает штифт фиксатора колесного полюса 21, препятствующего перемещению колесного полюса 2, после чего колесо самолета 16 может вращаться. Далее, с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 23 подается сигнал, по которому коммутационное устройство 23 подключает к источнику электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 19. При этом с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 12 сигнал перестает подаваться, поэтому коммутационное устройство 12 отключает от источника электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 17. Под действием магнитного поля электромагнита 19 полюса электромагнита 4 притягивают к себе и удерживают ближайший к ним колесный полюс 2. Под действием силы, создаваемой магнитным полем, колесо самолета поворачивается по часовой стрелке в направлении штрихпунктирных стрелок (см. фиг. 2). Далее с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 22 подается сигнал, по которому коммутационное устройство 22 подключает к источнику электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 18. При этом с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 23 сигнал перестает подаваться, поэтому коммутационное устройство 23 отключает от источника электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 19. Под действием силы, создаваемой магнитным полем электромагнита 18, колесо самолета 16 поворачивается по часовой стрелке в направлении штрихпунктирных стрелок (см. фиг. 2). Далее с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 12 подается сигнал, по которому коммутационное устройство 12 подключает к источнику электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 17. При этом с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 22 сигнал перестает подаваться, поэтому коммутационное устройство 22 отключает от источника электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 18. Под действием силы, создаваемой магнитным полем электромагнита 17, колесо самолета поворачивается по часовой стрелке в направлении штрихпунктирных стрелок (см. фиг. 2). Таким образом, создается момент вращения колеса самолета 16 колесным электроприводом. Вращение колеса в противоположном направлении осуществляется последовательным включением электромагнитов 17, 18 и 19 в другой последовательности. Вначале включается электромагнит 17, затем электромагнит 18, далее электромагнит 19 и потом снова электромагнит 17.
В режиме торможения колеса самолета 16 электропривод работает следующим образом. При посадке самолета колесо при соприкосновении с поверхностью взлетно-посадочной полосы начинает вращаться. Когда колесо вращается по часовой стрелке, то при прохождении колесного полюса 2 мимо датчиков 6 и 7 (см. фиг. 2) с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 12 подается сигнал, по которому коммутационное устройство 12 подключает к источнику электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 17. Под действием магнитного поля электромагнита 17 полюса электромагнита 4 удерживают колесный полюс 2 (см. фиг. 1 - фиг. 3). Преодолевая силу магнитного поля, колесный полюс 2 проходит датчики 8 и 9, после чего с выхода управляющего устройства 10 на вход коммутационного устройства 12 сигнал перестает подаваться, поэтому коммутационное устройство 12 отключает от источника электропитания 13 обмотку 5 электромагнита 17. При подходе следующего колесного полюса 2 цикл торможения повторяется. И так до полной остановки вращения колеса самолета 16. Фиксатор колесного полюса 20 (см. фиг. 1) после полной остановки вращения колесных полюсов 2 выдвигает штифт фиксатора колесного полюса 21 в пространство между колесными полюсами 2 и тем самым предотвращает вращение колеса самолета. После этого колесный электромеханический тормоз самолета может быть обесточен.