СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИРЕНСА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ СТОЯНКЕ И ПОДКОС-ПОДЪЕМНИК (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF FLYING VEHICLE CLEARANCE CHANGE AT PARKING AND ACTUATING STRUT (VERSIONS)

Группа изобретений относится к авиационной технике, в частности к способу изменения клиренса летательного аппарата посредством изменения положения опор шасси и устройству для его осуществления, а именно пневматическому или гидравлическому приводу.
Из уровня техники известны способы, позволяющие изменить клиренс при стоянке летательного аппарата, которые могут являться аналогами заявленного способа, например способ снижения динамической нагруженности транспортного средства при движении по поверхности, самолет и транспортное средство, реализующее этот способ, известные (см. RU 2483938 C1, 10.06.2013) [1], включающий регулировку опор шасси за счет изменения длины опор, посредством встроенного в опоры привода. Данный способ и устройство, реализующее этот способ, предназначены для снижения динамической нагруженности транспортного средства за счет регулирования положения опоры. При этом опора совершает возвратно-поступательное движение малой амплитуды в отличие от заявленного устройства, которое реализует заявленный способ, в котором возможно значительное изменение клиренса летательного аппарата за счет поворота опор шасси.
Также из уровня техники известен двухкамерный амортизатор-подъемник летательного аппарата (см. RU 2145294 C1, 10.02.2000) [2], который может быть использован для подъема летательного аппарата на стоянке.
К недостаткам вышеуказанного аналога [2] относится то, что клиренс изменяется только в сторону увеличения, а также возможна фиксация летательного аппарата только в крайних положениях, в отличие от заявленного способа.
Наиболее близким аналогом, по мнению заявителя, является способ изменения клиренса вертолета «Ка-32А» (см. Руководство по технической эксплуатации. Вертолет Ка-32А 323.0000.0000.000 РЭ. Книга II. Введенное в действие 12.03.1997) [3], заключающийся в том, что в конструкции амортстоек предусмотрена возможность заполнения штоков рабочей жидкостью для подъема передними опорами носовой части и для подъема основными опорами хвостовой части.
Шток амортизатора опоры шасси «Ка-32А» имеет камеру с поршнем, заполненную жидкостью. При подаче давления в камеру поршень перемещается, вытесняя жидкость амортизатора. За счет вытеснения жидкости шток амортизатора выходит из амортизатора. Высота стойки увеличивается, тем самым изменяется клиренс вертолета.
Недостатком наиболее близкого аналога [3] также является ограниченная функциональность устройства, обусловленная возможностью изменять клиренс только в сторону увеличения и отсутствием механической фиксации в поднятом положении.
Из уровня техники также известны устройства, которые могут в относительной мере являться аналогами заявленного устройства (варианты). Например, убирающееся шасси самолета (см. RU 2415777 C2, 10.04.2011) [4], которое содержит стойку, закрепленную посредством узлов навески на фюзеляже и шарнирно связанную со складывающимся подкосом, соединенным с приводом уборки шасси, колесную тележку, цилиндр-амортизатор, а также механизм разворота колесной тележки с тягой, которая шарнирно одним концом закреплена на фюзеляже, а другим связана с цилиндром-амортизатором, тяга механизма разворота колесной тележки соединена с цилиндром-амортизатором через кольцо с рычагом, причем кольцо установлено на цилиндре-амортизаторе с возможностью вращения и соединено с верхним звеном шлиц-шарнира, а рычаг жестко закреплен на кольце и свободным концом шарнирно соединен с тягой механизма разворота колесной тележки. Однако назначение данного устройства не совпадает с назначением заявленного устройства, которое предназначено именно для изменения клиренса при стоянке, а не в полете. Также известны средства домкратного типа для подъема летательного аппарата, например устройство для подъема летательного аппарата (см. RU 2290351 C1, 27.12.2006) [5], содержащее опору с телескопическим силовым цилиндром, установленным на опорной плите, снабженной ходовыми катками, на центральном штоке которого выполнена грузовая головка под опорное гнездо на фюзеляже летательного аппарата. Устройство содержит две пары опор, одна пара которых состоит из двух силовых гидроцилиндров, располагаемых в зоне основных стоек шасси, соединенных с насосной станцией гибкими трубопроводами с возможностью подъема летательного аппарата опорами как параллельно, так и каждой из них в отдельности, а другая пара опор состоит из двух домкратов, например, механических, располагаемых в зоне носовой стойки шасси, причем опорные плиты выполнены с треногами, на лапах которых установлены регулируемые по высоте опорные башмаки для вертикального выравнивания опор при взаимодействии башмаков с грунтом. Но данное устройство не является подкосом-подъемником. Таким образом, из уровня техники не выявлено средство того же назначения, что и заявленное устройство.
Техническим результатом заявленной группы изобретения является расширение функциональных возможностей опоры, уменьшение вертикального габарита летательного аппарата при стоянке и хранении без воздействия на рабочую жидкость амортизатора и без снижения давления в пневматиках, быстрое приведение летательного аппарата в исходное положение без использования наземного оборудования.
Технический результат достигается созданием способа изменения клиренса при стоянке летательного аппарата, который включает перемещение опор шасси, отличающегося тем, что осуществляют поворот опор шасси посредством установленных на летательном аппарате и соединенных с опорами шасси подкосов-подъемников с фиксацией указанных опор в по меньшей мере одном промежуточном и крайнем положениях, при этом клиренс летательного аппарата уменьшается, а при необходимости приведения летательного аппарата в рабочее положение подкос-подъемник возвращают в исходное положение.
В частом варианте способа изменения клиренса при стоянке летательного аппарата осуществляют поворот либо только передних, либо только задних опор шасси летательного аппарата.
Также технический результат достигается созданием устройства, реализующего заявленный способ. По первому варианту исполнения указанное устройство, а именно подкос, выполнено в виде трехпозиционного гидравлического или пневматического цилиндра (5), содержащего последовательно размещенные, разделяющие цилиндр на три камеры, основной (6) со штоком (7) и дополнительный поршни, между которыми расположен внутренний механический замок, обеспечивающий сцепление дополнительного поршня с основным поршнем (6), дополнительный поршень имеет механический замок, обеспечивающий фиксацию его в крайнем положении, также между поршнями на внутренней стенке цилиндра выполнен кольцевой упор, ограничивающий движение дополнительного поршня, также цилиндр имеет три канала для подачи рабочего тела в три камеры.
В частном варианте выполнения подкоса-подъемника по первому варианту в цилиндре (5) выполнен удерживающий замок (21), обеспечивающий фиксацию опоры шасси в крайнем убранном положении.
По второму варианту исполнения подкос-подъемник в виде телескопического гидравлического или пневматического цилиндра, состоящего из основного и размещенного в нем выдвижного цилиндров, штока (24), который имеет основной (25) и вспомогательный поршни, разделяющие внутренний объем на три камеры, замка выпущенного положения выдвижного цилиндра, обеспечивающего фиксацию выдвижного цилиндра в крайнем выдвинутом положении, и замка выпущенного положения штока с выдвижным цилиндром, обеспечивающего фиксацию штока в крайнем выдвинутом положении, кольцевого упора, выполненного на внутренней поверхности стенки выдвижного цилиндра, ограничивающего перемещение вспомогательного поршня, также цилиндр имеет три канала для подачи рабочего тела в три камеры.
В частном варианте выполнения подкоса-подъемника в соответствии со вторым вариантом в цилиндре (23) выполнен удерживающий замок (33), обеспечивающий фиксацию опоры шасси в крайнем убранном положении.
По третьему варианту исполнения подкос-подъемник выполнен в виде гидравлического или пневматического цилиндра (38) с одним штоком (37) с поршнем (34), разделяющим внутренний объем на две камеры, и с внутренним замком (35) крайнего выпущенного положения штока и опоры, снабженного распорным элементом, устанавливаемым на шток, также цилиндр имеет два канала для подачи рабочего тела в две камеры.
В частном варианте выполнения подкоса-подъемника в соответствии с третьим вариантом распорный элемент выполнен регулируемой длины.
В частном варианте выполнения подкоса-подъемника в соответствии с третьем вариантом в цилиндре (38) выполнен удерживающий замок (41), обеспечивающий фиксацию опоры шасси в крайнем убранном положении.
Заявленная группа изобретения проиллюстрирована следующими чертежами:
Фиг. 1 - общий вид летательного аппарата в исходном положении.
Фиг. 2 - общий вид летательного аппарата в положении с уменьшенным клиренсом (опоры наклонены).
Фиг. 3 - схема выполнения подкоса-подъемника по первому варианту исполнения в исходном (а), промежуточном (б) и конечном (в) положениях.
Фиг. 4 - схема выполнения подкоса-подъемника по второму варианту исполнения в исходном (а), промежуточном (б) и конечном (в) положениях.
Фиг. 5 - схема выполнения подкоса-подъемника по третьему варианту исполнения.
На чертежах отображены следующие элементы:
1 - летательный аппарат
2 - убирающаяся амортизационная стойка
3 - ось уборки
4 - подкос-подъемник
5 - цилиндр
6 - основной поршень
7 - шток
8 - дополнительный поршень
9 - внутренний механический замок
10 - кольцевой упор
11 - замковое соединение
12 - нижнее донышко цилиндра
13 - уплотнение
14 - первый канал для подачи давления
15 - первая камера
16 - второй канал для подачи давления
17 - вторая камера
18 - третий канал для подачи давления
19 - верхнее донышко
20 - третья камера
21 - замок
22 - выдвижной цилиндр
23 - основной цилиндр
24 - шток
25 - основной поршень
26 - вспомогательный поршень
27 - замок выпущенного положения выдвижного цилиндра в основном цилиндре
28 - замок выпущенного положения штока с выдвижным цилиндром
29 - первая камера
30 - третья камера
31 - кольцевой упор вспомогательного поршня
32 - вторая камера
33 - замок
34 - пневматический цилиндр с одним поршнем
35 - внутренний замок
36 - распорный элемент (втулка)
37 - шток
38 - цилиндр
39 - первая камера
40 - вторая камера
41 - замок
Заявленный способ реализуется следующим образом.
Для обеспечения компактности летательного аппарата при его стоянке и хранении, клиренс летательного аппарата (1) может изменяться. При необходимости фюзеляж опускают, уменьшая клиренс, посредством поворота опор шасси (2) вокруг оси вращения (3). При этом опору шасси (2) приводят в наклонное положение. Поворот осуществляют при помощи покосов-подъемников (4), установленных на летательном аппарате, представляющих собой гидравлический или пневматический цилиндр, причем узел сочленения подкоса-подъемника (4) с опорой шасси (2) в исходном положении опоры расположен ниже оси вращения (3). При повороте опоры шасси (2) фюзеляж летательного аппарата опускают, а клиренс при этом уменьшается. Опоры шасси могут фиксироваться в по меньшей мере одном промежуточном положении, а также в крайнем положении. Также может осуществляться поворот только задних опор шасси летательного аппарата либо только передних опор шасси. Занимая промежуточное фиксированное положение (фиг. 2), шасси не убирают окончательно, поэтому они могут быть использованы для транспортировки летательного аппарата на стоянку. Для приведения летательного аппарата в рабочее положение опоры шасси поворачивают вокруг оси вращения (3) в обратном направлении, при этом фюзеляж летательного аппарата возвращается в исходное положение.
Для реализации заявленного способа предусмотрено несколько вариантов исполнения подкосов-подъемников. Подкос-подъемник по первому варианту исполнения, отображенный на фиг. 3, представляет собой трехпозиционный гидравлический или пневматический цилиндр, состоящий из трех основных элементов: цилиндра (5) и двух последовательно стоящих поршней - основного (6) со штоком (7) и дополнительного (8) с внутренним механическим замком (9) между поршнями (межпоршневой замок). Также между поршнями на внутренней стенке цилиндра имеется кольцевой упор (10). Дополнительный поршень имеет замковое соединение (11) (замок выпущенного положения) с нижним донышком (12) цилиндра, а также центральное отверстие с уплотнением (13), в которое проходит шток.
Первый заявленный вариант устройства работает следующим образом.
В положении, соответствующем исходному положению опоры (фиг. 3а), основной поршень со штоком соединен межпоршневым замком с дополнительным поршнем, который, в свою очередь, удерживается в крайнем положении замком выпущенного положения на цилиндре. Цилиндр имеет три канала для подачи рабочего тела в три камеры. Первый канал (14) служит для подачи давления в камеру между нижним донышком цилиндра и дополнительным поршнем (первая камера (15)). Второй канал (16) - для подачи давления в камеру между поршнями (вторая камера (17)). Третий канал (18) - для подачи давления в камеру между основным поршнем и верхним донышком (19) цилиндра (третья камера (20)).
Для перевода штока из положения, соответствующего исходному положению опоры, в промежуточное положение (фиг. 3б) подается давление в первую камеру, в результате чего открывается замок выпущенного положения, и дополнительный поршень приходит в движение вместе с основным поршнем под действием разницы давлений в первой и третьей камерах и/или под действием сил от веса летательного аппарата на шток подкоса-подъемника. Цилиндр во второй камере имеет кольцевой упор. Оба поршня перемещаются до упора дополнительного поршня в кольцевой упор на цилиндре. Межпоршневой замок удерживает от дальнейшего движения основной поршень со штоком.
Для возврата опоры в исходное положение подается давление в третью камеру, под действием разницы давлений в третьей и первой камерах шток перемещается в крайнее выпущенное положение, замок выпущенного положения запирается.
Для перевода штока в крайнее убранное положение (фиг. 3в) подается давление во вторую камеру, в результате чего межпоршневой замок открывается и далее, под действием разницы давлений во второй и третьей камерах, основной поршень со штоком перемещается в убранное положение, что соответствует убранному положению опоры. В крайнем убранном положении шток может удерживаться замком (21) в цилиндре, если не предусмотрен внешний замок убранного положения и если не предусмотрено удержание штока в убранном положении давлением рабочего тела.
Таким образом, шток удерживается в требуемом промежуточном положении на упоре силами от веса летательного аппарата. Обеспечивается возможность управления изменением клиренса летательного аппарата из кабины пилотов. Вышеописанное устройство имеет минимальное количество уплотнений, сообщающихся с внешней средой (по сравнению со вторым вариантом).
Подкос-подъемник по второму варианту исполнения, изображенный на фиг. 4, представляет собой телескопический гидравлический или пневматический цилиндр, состоящий из двух цилиндров - выдвижного (22) и основного (23), вставленных один в другой. Шток (24) имеет два поршня: основной (25) и вспомогательный (26). Основной поршень ходит по основному цилиндру, вспомогательный - по выдвижному цилиндру.
Заявленное устройство по второму варианту исполнения работает следующим образом.
При исходном положении опоры подкос-подъемник находится в выпущенном положении (фиг. 4а), при котором выдвижной цилиндр в крайнем выдвинутом положении фиксируется замком (27) выпущенного положения выдвижного цилиндра в основном цилиндре, а шток в крайнем выдвинутом положении соединен замком (28) выпущенного положения штока с выдвижным цилиндром. Для перехода штока в необходимое промежуточное положение (фиг. 4б) подается давление в выдвижной цилиндр (первая камера (29)), замок выпущенного положения штока открывается и вспомогательный поршень перемещается со штоком под действием разницы давлений между первой и третьей (30) камерами до достижения вспомогательным поршнем кольцевого упора (31) в выдвижном цилиндре. Величина хода поршня до упора соответствует повороту опоры относительно оси вращения в требуемое наклонное положение. Для возврата штока в выпущенное положение подается давление в третью камеру, под действием разницы давлений в камерах шток выдвигается до постановки на замок выпущенного положения штока. Все это время выдвижной цилиндр находится в выдвинутом положении и удерживается в этом положении замком в основном цилиндре.
Для уборки штока из выпущенного положения в убранное (фиг. 4в) подается давление во вторую камеру (32) и под действием разницы давлений во второй и третьей камерах шток перемещается вместе с выдвижным цилиндром в крайнее убранное положение. В крайнем убранном положении шток может удерживаться замком (33) в основном цилиндре, если не предусмотрен внешний замок убранного положения опоры и если не предусмотрено удержание штока в убранном положении давлением рабочего тела.
При втором варианте исполнения устройства шток удерживается в требуемом промежуточном положении на упоре силами от веса летательного аппарата. Обеспечивается возможность управления изменением летательного аппарата из кабины пилотов и минимальная длина цилиндра (по сравнению с первым вариантом).
Подкос-подъемник по третьему варианту исполнения, показанному на фиг. 5, представляет собой гидравлический или пневматический цилиндр с одним поршнем (34) и с внутренним замком (35) крайнего выпущенного положения штока (замок выпущенного положения), соответствующего исходному положению опоры.
Устройство по третьему варианту исполнения работает следующим образом.
Для перевода опоры в наклонное положение при стоянке на земле, на шток устанавливается распорный элемент (втулка) (36). Шток (37) и цилиндр (38) имеют опорные поверхности для установки распорного элемента. Разница между величиной хода штока на уборку и длиной распорного элемента соответствует величине хода штока для перевода опоры из выпущенного положения опоры в требуемое наклонное положение и, соответственно, для обеспечения требуемого уменьшения клиренса летательного аппарата. Подачей давления в первую камеру (39) открывают замок, удерживающий шток в выпущенном положении, и далее под действием разницы давлений в первой и второй камерах и/или сил от веса летательного аппарата шток задвигается до упора в распорный элемент. В данном положении опора и шток подкоса-подъемника удерживаются силой от веса летательного аппарата.
Для возврата опоры в выпущенное положение подается давление во вторую камеру (40), под действием разницы давлений во второй и первой камерах поршень перемещается в крайнее выпущенное положение и фиксируется замком. Распорный элемент снимают со штока.
В крайнем убранном положении шток может удерживаться замком (41) в основном цилиндре, если не предусмотрен внешний замок убранного положения опоры и если не предусмотрено удержание штока в убранном положении давлением рабочего тела.
Распорный элемент может быть выполнен с возможностью регулирования длины до и после его установки на подкосе-подъемнике.
При использовании третьего варианта исполнения устройства шток удерживается в требуемом промежуточном положении на упоре силами от веса летательного аппарата. Обеспечивается простота и надежность конструкции, снижение веса шасси и расширение диапазона фиксируемых положений опоры летательного аппарата при уменьшении клиренса.
Таким образом, применение изобретения расширяет функциональные возможности опоры, уменьшает вертикальные габариты летательного аппарата при стоянке и хранении без воздействия на рабочую жидкость амортизатора и без снижения давления в пневматиках, быстро возвращает летательный аппарат в исходное положение без использования наземного оборудования.