ЛЫЖНО-КОЛЕСНОЕ ВЫДВИЖНОЕ ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
SKI-WHEELED RETRACTABLE LANDING GEAR OF AIRCRAFT

Изобретение относится к области машиностроения и транспортирования, а именно к посадочным устройствам (шасси) летательных аппаратов и предназначено для взлета, посадки и передвижения летательного аппарата [В64С 25/02, B64C 25/12, B64C 25/32, B64C 25/52].
Из уровня техники известна ОПОРА ЛЫЖНО-КОЛЕСНОГО ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА [RU 81158, опубл.: 10.03.2009], содержащая телескопическую стойку с амортизатором, колесо, установленное на штоке амортизатора, лыжу с подвесной системой, включающей коромысло, шарнирно закрепленное на оси колеса, гидравлический цилиндр подтяга лыжи и стабилизатор, отличающаяся тем, что подвесная система лыжи снабжена вторым гидроцилиндром подтяга, при этом корпуса обоих гидроцилиндров выполнены как одно целое с коромыслом, а их штоки шарнирно связаны с лыжей.
Недостатком аналога является малая ширина колеи шасси, обусловленная особенностями конструкции шасси.
Также известно ВЫДВИЖНОЕ ШАССИ ДЛЯ САМОЛЕТОВ [DE 102009046117 (A1), опубл.: 19.05.2011], выполненное, по крайней мере, с одной опорой шасси, установленной на конструкции самолета с возможностью поворота между убранным положением в нише шасси и выдвинутым положением, выходящим за пределы вертикального положения, и с исполнительным устройством, входящим в зацепление с шасси.
Недостатком аналога является значительные габаритные размеры шасси в целом, обусловленные особенностями уборки/выпуска шасси. Конструкция шасси, описанная в аналоге, занимает значительную часть в фюзеляже самолета, что делает этот объем «бесполезным».
Существенное влияние на принятие решения о взлете в конкретных метеорологических условиях оказывают характеристики ветра в районе аэродрома. Наличие бокового ветра ухудшает взлетные характеристики летательного аппарата и усложняет технику его выполнения, так как несимметричное обтекание крыла создает разность в величине подъемных сил правого и левого полукрыльев. В результате получается накренение летательного аппарата на разбеге и снос по ветру после отрыва от земли. Несимметричное же обтекание вертикального оперения и фюзеляжа создает разворачивающий момент против ветра. При разбеге кренящий момент от бокового ветра будет создавать разную нагрузку на колеса шасси. У более нагруженного колеса большей будет и сила трения, которая начнет разворачивать летательный аппарат по ветру.
Однако разворачивающий момент от боковых сил фюзеляжа и оперения по величине значительно превосходит разворачивающий момент от разности в подъемных силах крыла, в результате чего летательный аппарат будет разворачиваться против ветра.
Существуют общие рекомендации по технике выполнения взлета при наличии бокового ветра:
1. Выдерживание направления на разбеге до момента подъема носовой опоры.
2. Кренение следует парировать элеронами при движении штурвала против ветра с тем, чтобы разбег и отрыв произошли без крена.
3. Угол атаки на разбеге должен быть уменьшен, следовательно, подъем носовой опоры производится непосредственно перед отрывом.
4. Основным мероприятием, обеспечивающим безопасность взлета при наличии бокового ветра, является введение ограничения предельно допустимой скорости бокового ветра.
5. Разгон после отрыва надо производить с углом упреждения в сторону ветра на величину угла сноса, не допуская крена. По мере разгона угол сноса уменьшается, поэтому и угол упреждения надо уменьшить.
Посадка при боковом ветре имеет ряд особенностей и создает ряд трудностей при пилотировании летательного аппарата. Если своевременно не принять необходимых мер, то при движении по глиссаде летательный аппарат будет сносить с оси ВПП. Кроме того, в момент приземление летательный аппарат будет перемещаться поперек полосы, что может привести к поломке летательного аппарата или к более серьезным авиационным происшествиям.
Парирование сноса после выхода на ось ВПП можно обеспечить двумя способами: полетом со скольжением и изменением курса полета относительно посадочного (посадочным считается курс оси ВПП).
Однако все эти рекомендации применимы только опытными пилотами и не исключают «человеческого» фактора - ошибки в пилотировании.
В качестве технического решения, обеспечивающего повышение безопасности полетов из уровня техники известно ШАССИ ДЛЯ ПОСАДКИ ПРИ БОКОВОМ ВЕТРЕ (ВАРИАНТЫ) [RU 2471675 C1, опубл.: 10.01.2013], выбранное в качестве прототипа и состоящее из стоек и колес, отличающееся тем, что боковые стойки шасси имеют механизм уменьшения и/или увеличения высоты стоек в выпущенном положении, а для неубирающегося шасси - в основном положении, шасси имеет механизм выпуска шасси, обеспечивающий фиксацию любого из боковых колес в положении частичного выпуска, шасси имеет шарнирно закрепленный на стойке подкос, вторым концом скользяще закрепленный в расположенном на корпусе самолета направляющем пазе С-образного профиля с несколькими отверстиями в полках профиля, в которые входят дистанционно управляемые штыри, а также имеет гидроцилиндр.
Основной технической проблемой прототипа остается вероятность критического кренения летательного аппарата, так как безопасная посадка с помощью данного технического решения требует точного учета влияния скорости бокового ветра и опыта пилота для определения компенсации сноса боковым ветром при посадке, по экспериментальным данным которых требуется составление таблиц.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности взлета, посадки и движения летательного аппарата по взлетно-посадочной полосе при сильном боковом ветре.
Указанный технический результат достигается за счет того, что лыжно-колесное выдвижное шасси летательного аппарата, содержащее гидроцилиндры и колеса, отличающееся тем, что колеса смонтированы на штоках гидроцилиндров, корпуса которых шарнирно смонтированы на силовой раме, размещенной на дне фюзеляжа летательного аппарата, содержащей лыжно-колесные, подвижные и опорные балки, лыжно-колесные балки расположены параллельно продольной оси фюзеляжа по обе стороны летательного аппарата и смонтированы к торцам подвижных перпендикулярно продольной оси фюзеляжа балок, при этом упомянутые подвижные балки установлены в опорных балках, смонтированных к силовому набору фюзеляжа летательного аппарата, а их подвижное перемещение в опорных балках перпендикулярно продольной оси фюзеляжа обеспечено отдельными на каждую подвижную балку гидроцилиндрами, к лыжно-колесным балкам по обе стороны фюзеляжа дополнительно смонтированы на штоках независимых от колес гидроцилиндрах лыжи, расположенные вдоль плоскости вращения колес, оси колес и лыжи соединены с силовой рамой одноплечими рычагами качения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид лыжно-колесного выдвижного шасси летательного аппарата.
На фиг. 2 показан вид сбоку лыжно-колесного выдвижного шасси летательного аппарата.
На фиг. 3 схематично показано подключение агрегатов лыжно-колесного выдвижного шасси к гидравлической системе летательного аппарата.
На фиг. 4 показан вид сбоку фрагмента лыжно-колесного выдвижного шасси летательного аппарата с различным положением тормозных колес.
На фигурах обозначено: 1 - опорные балки, 2 - рама шасси, 3 - подвижные балки, 4 - гидроцилиндры подвижных балок, 5 - лыжно-колесные балки, 6 - гидроцилиндры колес, 7 - тормозные колеса, 8 - рычаги качения, 9 - гидроцилиндры лыж, 10 - лыжи, 11 - гидростанция, 12 - обратные клапаны, 13 - клапаны выпуска, 14 - клапаны уборки, 15 - клапаны, 16 - гидроаккумуляторы.
Осуществление изобретения
В дальнейшем различные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Изобретение может иметь различные варианты исполнения и следует понимать, что приведенными на чертежах вариантами реализации нет намерения ограничивать другие варианты реализации настоящего изобретения и объем изобретения, который определяется формулой изобретения.
Лыжно-колесное выдвижное шасси летательного аппарата содержит параллельно смонтированные в одной плоскости опорные балки 1 (см. Фиг. 1). Опорные балки 1 смонтированы к шпангоутам силового набора на полу фюзеляжа летательного самолета (на фигурах не показаны). В одном из вариантов реализации для увеличения прочности конструкции опорные балки 1 смонтированы на отдельной раме шасси 2, которая уже в свою очередь смонтирована к шпангоутам и стрингерам (на фигурах не показаны) силового набора фюзеляжа летательного аппарата.
Внутри каждой из опорных балок 1 смонтировано по паре независимых друг от друга подвижных балок 3, при этом подвижные балки 3 в опорных балках 1 смонтированы подвижно с возможностью движения внутри наружных балок 1 в противоположные стороны с помощью гидроцилиндров подвижных балок 4, соединяющих опорные 1 и подвижные 3 балки.
Торцы однонаправленных подвижных балок 3 соединены между собой лыжно-колесными балками 5.
На лыжно-колесных балках 5, с одной из их сторон - внутри или снаружи, симметрично на штоках гидроцилиндров колес 6 шарнирно смонтированы тормозные колеса 7. Гидроцилиндры колес 6 верхней частью шарнирно смонтированы к лыжно-колесным балкам 5. Между лыжно-колесными балками 5 и осями тормозных колес 7 шарнирно смонтированы рычаги качения 8, выполненные в виде одноплечих рычагов.
С противоположной стороны лыжно-колесных балок 5 симметрично на штоках, по крайней мере, пары гидроцилиндров лыж 9 шарнирно смонтированы лыжи 10. Гидроцилиндры лыж 9 верхней частью шарнирно смонтированы к лыжно-колесным балкам 5. Между лыжно-колесными балками 5 и лыжами 10 шарнирно смонтированы рычаги качения 8, выполненные в виде одноплечих рычагов. Лыжи 10 выполнены с возможностью обеспечения безопасности посадки на неподготовленную взлетно-посадочную полосу за счет увеличения площади соприкосновения с земной поверхностью.
Гидроцилиндры колес 6 и лыж 9 подключены трубопроводами к гидростанции 11 летательного аппарата, трубопроводы снабжены клапанами выпуска 13 и уборки 14 тормозных колес 7 и лыж 10.
Гидроцилиндры подвижных балок 4 подключены трубопроводами к гидростанции летательного аппарата, которые снабжены клапанами выпуска и уборки (на фигурах не показаны) подвижных балок 3.
Лыжно-колесное выдвижное шасси летательного аппарата работает следующим образом.
Летательный аппарат заходит на посадку без применения каких-либо мер против сноса боковым ветром.
При заходе на посадку открывают створки фюзеляжа, за которыми размещено выдвижное шасси, и, управляя гидроцилиндрами подвижных балок 4, выдвигают упомянутые подвижные балки 3 вдоль опорных балок 1 (показано пунктирными стрелками на фиг. 1) по обе стороны поперек продольной оси фюзеляжа летательного аппарата.
После выдвижения подвижных балок 4 подают из гидростанции 11 летательного аппарата гидравлическую жидкость в гидроцилиндры колес 6 и/или лыж 9 в зависимости от покрытия взлетно-посадочной полосы, выдвигают штоки упомянутых гидроцилиндров 6 и/или 9, которые двигаясь относительно точки крепления их к лыжно-колесным балкам 5 за счет рычагов качения 8 выпускают тормозные колеса 7 и/или лыжи 10. Иными словами переводят тормозные колеса 7 и/или лыжи 10 из верхнего в нижнее положение (показано стрелками на фиг. 3).
В момент удара тормозных колес 7 и/или лыж 10 с поверхностью земли штоки гидроцилиндров колес 6 и/или лыж 9 движутся внутрь упомянутых гидроцилиндров 6 и/или 9 и за счет вытеснения жидкости из полости гидроцилиндров 6 и/или 9 обратно в гидравлическую систему включаются клапаны 15, которые сообщают линии давления гидроцилиндров колес 6 и/или лыж 9 с гидроаккумуляторами 16. Гидроаккумуляторы 16 запасают кинетическую энергию рабочей жидкости и расходуют ее после удара на возвращение штоков гидроцилиндров колес 6 и/или лыж 9 в исходное положение и тем самым снижают нагрузку на конструкцию летательного аппарата за счет поглощения и рассеивания энергии ударов, которые испытывает летательный аппарат при посадке и движении по взлетно-посадочной полосе.
Уборку лыжно-колесного выдвижного шасси осуществляют после взлета и до набора максимальной скорости полета с выпущенным шасси.
Технический результат изобретения - повышение безопасности взлета, посадки и движения летательного аппарата по взлетно-посадочной полосе при сильном боковом ветре достигается за счет увеличения ширины колеи шасси путем выполнения шасси летательного аппарата в виде выдвигающихся в обе стороны поперек продольной оси фюзеляжа летательного аппарата подвижных балок 3, соединенных между собой с каждой из сторон фюзеляжа лыжно-колесными балками 5 с тормозными колесами 7 и за счет увеличения площади соприкосновения летательного аппарата с взлетно-посадочной полосой лыжами 10, при этом максимальная ширина колеи ограничена длиной упомянутых подвижных балок 3 и длиной штоков гидроцилиндров подвижных балок 4 и местом их установки, а длина подвижных балок 3 зависит от ширины фюзеляжа летательного аппарата в месте установки шасси.