ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СНАБЖЕННОЕ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНИМ СРЕДСТВОМ УМЕНЬШЕНИЯ ШУМА
AIRCRAFT LANDING GEAR WITH, AT LEAST, ONE NOISE KILLER

Изобретение относится к шасси летательного аппарата, оснащенному по меньшей мере одним средством уменьшения шума.
Более конкретно упомянутое шасси, которое можно приводить обычным способом в одно из двух положений, а именно верхнее положение и нижнее положение, имеет тип, содержащий по меньшей мере одно средство уменьшения шума, которое связано по меньшей мере с одним составным элементом (трубой, стойкой, креплением, трубопроводом и т.д.) упомянутого шасси.
Настоящее изобретение относится ко всем типам шасси и, в частности, применяется одинаково к передней опоре шасси и к основной опоре шасси, независимо от того, будет ли оно под крылом и/или под фюзеляжем.
Известно, что аэродинамический шум является критическим параметром в аэронавтике и что каждый новый летательный аппарат должен, в частности, для получения сертификации, соответствовать международным нормам, установленным ИКАО (которая является англоязычным акронимом для "Международной организации гражданской авиации"), являющимися очень жесткими по шуму. Кроме того, Международная организация гражданской авиации будет, вероятно, в последующие годы предоставлять более низкие допустимые пределы шума. Кроме того, некоторые аэропорты установили связанные с шумом ограничения, которые являются еще более строгими, чем эти международные правила.
Известно, что шасси летательного аппарата является существенным источником шума во время взлета и также, особенно, во время этапов посадки (этап захода на посадку, промежуточный и заключительный этапы). Является общепринятым, что шасси летательного аппарата производит приблизительно 30% всего шума, создаваемого летательным аппаратом во время процедуры посадки. Кроме того, измерения продемонстрировали, что шум, вызванный шасси, испускается в широком диапазоне частот в пределах от низких частот порядка 90 Гц до частот, превышающих 4 кГц. Поэтому шум, испускаемый шасси, представляет собой не низкочастотное явление и является весьма раздражающим, особенно для населения, живущего около аэропортов.
Этот шум создается по существу воздушным потоком через составные элементы шасси, когда шасси находится внизу, и этот воздушный поток вызывает явление турбулентности, которая, взаимодействуя с конструкциями, вызывает шум. Это частично происходит вследствие того, что не все различные составные элементы (трубы, стойки, крепления, колеса и т.д.) шасси являются аэродинамическими. В контексте настоящего изобретения полагают, что элемент, который является аэродинамическим, является элементом, имеющим форму, которая вызывает небольшую помеху для воздушного потока, и поэтому производит небольшую воздушную турбулентность, которая является источником шума. Поэтому поток воздуха, который течет вокруг этих неаэродинамических составных элементов, вызывает турбулентность и производит шум. Шум вообще создается, когда эти элементы испускают турбулентность. Кроме того, широкополосный шум может также создаваться, когда свободная турбулентность взаимодействует с поверхностями других элементов, расположенных ниже по потоку. Поэтому общий шум, создаваемый шасси, возникает в основном из турбулентности и ее взаимодействия с элементами механизма, являются ли они аэродинамическими или иными.
Один способ уменьшения этого шума может состоять в том, чтобы окружать некоторые из составных элементов шасси, или даже всего шасси, жесткими обтекателями, которые имеют аэродинамическую форму и обеспечивают возможность удерживать воздушный поток вдали от неаэродинамических элементов. Однако решение, такое как это, приводит к многочисленным недостаткам, таким как, в частности, увеличение стоимости изготовления, трудности в осмотре шасси или некоторых из его составных элементов и увеличение веса.
Документ WO-2004/039671 раскрывает средство уменьшения шума, которое выполнено на шасси. Это средство уменьшения шума содержит, в частности, отклоняющий обтекатель, цель которого состоит в том, чтобы изменять направление воздушного потока, чтобы удерживать его вдали от шумных составных элементов шасси, с которым связан этот обтекатель. Удерживание воздуха вдали от производящей шум зоны обеспечивает возможность уменьшения общего шума. Этот обтекатель можно оснащать перфорированной зоной, цель которой состоит в том, чтобы ограничивать количество отклоненного воздуха и его потенциальные отрицательные воздействия. Кроме того, (неотклоненный) воздух, который проходит через эту перфорированную зону, замедляется так, что получающийся шум также снижается. Этот более ранний документ предусматривает, чтобы менее половины поверхности этой перфорированной зоны была фактически перфорированной.
Задачей настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков. Настоящее изобретение относится к шасси летательного аппарата, содержащему по меньшей мере одно средство уменьшения шума, которое является особенно предпочтительным (надежным, недорогим, не очень большим, легким по весу, простым для сборки и т.д.).
С этой целью согласно изобретению упомянутое шасси летательного аппарата, которое можно приводить в одно из двух положений, а именно верхнее положение и нижнее положение, и которое содержит по меньшей мере одно средство уменьшения шума, которое связано по меньшей мере с одним составным элементом упомянутого шасси, примечательно тем, что упомянутое средство уменьшения шума содержит по меньшей мере одну отдельную сеть, которая содержит геометрические ячейки и которая размещена у упомянутого составного элемента таким образом, что по меньшей мере одна из ее частей является по существу ортогональной к воздушному потоку в конечном положении (ниже по потоку или выше по потоку) упомянутого составного элемента, когда шасси находится в нижнем положении, чтобы уменьшать шум (созданный воздействиями воздушного потока у упомянутого составного элемента).
Предпочтительно упомянутую сеть размещают у упомянутого составного элемента таким образом, что по меньшей мере одна из ее частей является по существу ортогональной к воздушному потоку ниже по потоку от упомянутого составного элемента, когда шасси находится в нижнем положении, чтобы по меньшей мере уменьшать создающую шум турбулентность, которая создается ниже по потоку от упомянутого составного элемента срывом воздушного потока, вызванного этим составным элементом.
Таким образом, на основании изобретения упомянутое средство уменьшения шума, которое содержит отдельную сеть, как определено ниже, имеет многочисленные преимущества и, в частности:
- обеспечивает возможность эффективно уменьшать шум, как определено ниже;
- имеет легкий вес;
- является не очень большим;
- является простым для сборки; и
- не влияет неблагоприятно на работу различных составных элементов шасси.
В первом варианте осуществления упомянутая сеть имеет форму листа, которая, в частности, может быть плоской, изогнутой или V-образной, и она размещена в конечном положении (предпочтительно ниже по потоку) относительно одинарного составного элемента.
Этот первый вариант осуществления особенно хорошо подходит для уменьшения шума, создаваемого отдельными составными элементами.
Предпочтительно упомянутая сеть, которая может быть жесткой или эластичной, имеет ширину, которая находится в диапазоне между 1,5 и 3-кратного поперечного размера составного элемента, и длину, по существу равную длине этого составного элемента.
В этом первом варианте осуществления, когда сеть расположена ниже по потоку от составного элемента, создающая шум турбулентность, испускаемая составным элементом, теряет большую часть своей энергии, когда она проходит через ячейки упомянутой сети, которая расположена ниже по потоку. Таким образом, эта турбулентность фактически устраняется и поэтому почти не вызывает шума. Эта сеть также обеспечивает возможность отклонять поток выше по потоку от составного элемента.
Дополнительно в этом первом варианте осуществления, когда сеть расположена выше по потоку от составного элемента, поток, приходящий на составной элемент, замедлен, и поэтому произведенный шум меньше. Кроме того, форма, наблюдаемая потоком, является более аэродинамической, и поэтому произведенный шум ниже.
Кроме того, во втором варианте осуществления упомянутая сеть окружает (предпочтительно полностью) по меньшей мере один составной элемент. Однако в этом случае предпочтительно упомянутая сеть окружает всю группу составных элементов (трубы, стойки, крепления, колеса и т.д.).
Поэтому этот второй вариант осуществления особенно хорошо подходит для уменьшения шума, вызванного группой составных элементов шасси. В этом случае упомянутую сеть, которая может, в частности, иметь призматическую, цилиндрическую или эллиптическую форму, предпочтительно выполняют из металлического материала (сталь-алюминий), таким образом, обеспечивая возможность сети противостоять потоку и сохранять свою начальную форму. Ее можно также выполнять из упругого материала (волокна полиэстера).
В этом втором варианте осуществления сеть, которая окружает группу составных элементов, способна уменьшать турбулентность, создаваемую элементами, расположенными выше по потоку или некоторыми из элементов, окруженных этой сетью. Кроме того, упомянутая сеть имеет более аэродинамическую форму, чем группа составных элементов per se так, что воздушный поток, достигающий сети, вызывает меньше шума. Дополнительно во внутреннем объеме, образованном этой сетью, скорость воздуха, достигающего составной элемент, сильно уменьшена из-за вязкостного трения, когда воздух проходит через геометрические ячейки, это также способствует уменьшению шума.
Кроме того, в одном конкретном варианте осуществления:
- упомянутые геометрические (многоугольные или круглые) ячейки сети имеют размеры (например диаметр, в случае круглых ячеек, длину стороны в случае квадратных ячеек и т.д.), находящиеся в диапазоне между 0,2 и 12,5 мм и предпочтительно между 1,5 и 2 мм; и/или
- упомянутое шасси содержит множество средств уменьшения шума согласно изобретению, как описано выше.
Прилагаемые чертежи облегчат понимание того, как изобретение можно воплощать. На этих чертежах идентичные ссылочные позиции обозначают подобные элементы.
Фиг.1-4 схематично показывают различные альтернативные формы, относящиеся к первому варианту осуществления средства уменьшения шума согласно изобретению.
Фиг.5-7 изображают один примерный вариант осуществления средства уменьшения шума, соответствующий альтернативной форме фиг.1.
Фиг.8 частично показывает шасси летательного аппарата, оснащенное средством уменьшения шума согласно второму варианту осуществления изобретения.
Настоящее изобретение относится к шасси 1 летательного аппарата, например передней опоре шасси или основной опоре шасси, как изображено путем примера на фиг.8.
Это шасси 1, которое можно приводить обычным способом в одно из двух положений, а именно верхнее положение (не изображено) в полете и нижнее положение (фиг.8) для посадки, взлета или разбега по земле, содержит по меньшей мере одно средство 2, 3 уменьшения шума, которое связано по меньшей мере с одним составным элементом 4 (трубой, стойкой, креплением, трубопроводом и т.д.) шасси 1. Упомянутое средство 2, 3 уменьшения шума изображено согласно первому варианту осуществления ссылочной позицией 2 на фиг.1-7 и согласно второму варианту осуществления ссылочной позицией 3 на фиг.8.
Согласно изобретению упомянутое средство 2, 3 уменьшения шума содержит по меньшей мере одну отдельную сеть 5, 6, которая содержит геометрические ячейки 7 и которая размещена по меньшей мере у одного составного элемента 4 (не являющегося аэродинамическим) шасси 1. Эта отдельная сеть 5, 6 размещена таким образом, что по меньшей мере одна из ее частей 8, 9 является по существу ортогональной к воздушному потоку, иллюстрированному стрелками E на фиг.1, в конечном положении (выше по потоку или ниже по потоку) упомянутого составного элемента 4, когда шасси 1 находится в нижнем положении. Отдельная сеть 5, 6, такая как эта, обеспечивает возможность уменьшать шум, вызванный воздействиями воздушного потока у упомянутого составного элемента 4, определенным ниже способом.
Предпочтительно упомянутую сеть 5 размещают к упомянутому составному элементу 4 таким образом, что по меньшей мере одна из ее частей 8 является по существу ортогональной к воздушному потоку E, ниже по потоку от упомянутого составного элемента 4, когда шасси находится в нижнем положении, как изображено на фиг.1. Это обеспечивает возможность уменьшать создающую шум турбулентность (иллюстрированную изогнутыми стрелками 10), созданную ниже по потоку от упомянутого составного элемента 4, срывом воздушного потока, вызванного этим составным элементом 4. Это уменьшение турбулентности иллюстрировано изогнутыми стрелками 11, начерченными пунктирными линиями, в качестве замены изогнутых стрелок 10, начерченных сплошной линией (которые иллюстрируют турбулентность). Кроме того, расположенный ниже по потоку элемент способен отклонять часть воздушного потока от составного элемента 4.
Таким образом, на основании изобретения упомянутое средство 2, 3 уменьшения шума, которое содержит отдельную сеть 5, 6, имеет многочисленные преимущества и, в частности:
- обеспечивает возможность эффективно уменьшать шум, как определено ниже;
- является, по своей природе, легким по весу;
- является не очень большим;
- является простым для сборки;
- не влияет неблагоприятно на работу различных составных элементов шасси 1; и
- его можно применять к любому виду шасси 1.
В первом варианте осуществления, изображенном на фиг.1-7, упомянутое средство 2 уменьшения шума содержит сеть 5, которая имеет форму листа и предпочтительно размещена ниже по потоку от одинарного неаэродинамического составного элемента 4, который изображен в качестве примера в форме цилиндра на фиг.1, 3, 4 и 7. Этот первый вариант осуществления особенно хорошо подходит для уменьшения шума, вызванного одинарным отдельным составным элементом 4.
Согласно альтернативным формам варианта осуществления сеть 5 может, в частности, иметь:
- плоскую форму, как изображено на фиг.1, 2, 5-7;
- V-образную форму, как изображено на фиг.3; и
- изогнутую форму, как изображено на фиг.4.
Сеть 5 предпочтительно выполняют либо из жесткого (например, металлического) материала, либо из упругого материала. Геометрические ячейки 7 можно создавать в единой детали из упругого материала, или из тонких нитей, или проволок (предпочтительно металлических). Кроме того, упомянутые геометрические ячейки 7 имеют размеры (например, диаметры в случае круглых ячеек, длины сторон в случае квадратных ячеек и т.д.), находящиеся в диапазоне между 0,2 и 12,5 мм и предпочтительно между 1,5 и 2 мм. Диаметры проводов или жил предпочтительно находятся в диапазоне между 0,1 и 1,2 мм.
Упомянутая отдельная сеть 5 имеет ширину L1, поперечную к воздушному потоку E (и к продольной оси составного элемента 4), которая предпочтительно находится в диапазоне между 1,5 и 3-кратного поперечного размера составного элемента 4, а именно диаметр d в примере фиг.1, 3 и 4. Кроме того, длина L2 упомянутой сети 5 предпочтительно по существу равна длине составного элемента 4, как изображено, например, на фиг.7.
В конкретном варианте осуществления (фиг.5-7) средство 2 уменьшения шума содержит, в дополнение к сети 5, полосу 12, которую прикрепляют, например, металлизацией, к сети 5 и которую прикрепляют к крепежам 13, например, хомутам. Эти хомуты 13 имеют диаметр, подходящий к диаметру цилиндра, который образует составной элемент 4, и их прикрепляют к этому цилиндру обычным способом, как изображено на фиг.7, чтобы поддерживать сеть 5 в соответствующем положении относительно упомянутого составного элемента 4.
В этом первом варианте осуществления, когда сеть 5 расположена ниже по потоку от составного элемента 4, создающая шум турбулентность, испускаемая составным элементом 4, теряет большую часть своей энергии, когда она проходит через ячейки 7 упомянутой сети 5, расположенной ниже по потоку, как иллюстрировано на фиг.1. Таким образом, эта турбулентность фактически устраняется и поэтому почти не создает шума.
Кроме того, во втором варианте осуществления, изображенном на фиг.8, сеть 6 окружает всю группу 14 составных элементов 4 (трубы, стойки, крепления, трубопроводы и т.д.).
Эта сеть 6 может, в частности, иметь призматическую, цилиндрическую или эллиптическую форму и предпочтительно выполнена из металлического материала (сталь-алюминий), таким образом обеспечивая возможность сети противостоять потоку и сохранять свою начальную форму. Ее можно в равной степени выполнять из упругого материала (волокна полиэстера). Предпочтительно геометрические ячейки 7 упомянутой сети 6 имеют размеры (например, диаметры в случае круглых ячеек, длины сторон в случае квадратных ячеек и т.д.), находящиеся в диапазоне между 0,2 и 12,5 мм и предпочтительно между 1,5 и 2 мм. Диаметры нитей или проволок предпочтительно находятся в диапазоне между 0,1 и 1,2 мм.
В этом втором варианте осуществления сеть 6, которая окружает группу 14 составных элементов 4, способна уменьшать турбулентность, созданную элементами, расположенными выше по потоку (в направлении воздушного потока E) или некоторыми из элементов 4, окруженных этой сетью 6. Кроме того, упомянутая сеть 6 имеет более аэродинамическую форму, чем группа 14 составных элементов 4 per se так, что воздушный поток, достигающий упомянутой сети 6, вызывает меньше шума (чем воздушный поток, который достиг бы группы 14, при отсутствии сети 6).
Кроме того, во внутреннем объеме 15, образованном этой сетью 6, скорость воздуха сильно уменьшается из-за вязкостного трения, когда воздух проходит через геометрические ячейки 7. Поэтому шум (который пропорционален скорости к энергии 6) становится меньше.
Шасси 1 согласно изобретению в одном конкретном варианте осуществления может содержать множество таких средств 2, 3 уменьшения шума.