МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА КОЛЕСА ПЕРЕДНЕЙ СТОЙКИ ШАССИ
MECHANISM FOR STEERING A WHEEL OF A NOSE LANDING GEAR

Предлагаемое изобретение относится к области авиастроения, а точнее к гидромеханическим приводам в системе управления самолета, и может быть применено для управления передним колесом в режиме руления и для гашения колебаний свободно ориентированного переднего колеса в режиме демпфирования.
Известен "предохранительно-демпфирующий механизм для следящих систем управления поворотом переднего колеса шасси самолетов", обеспечивающий управление поворотом колеса шасси самолета на разбеге, пробеге и рулении, демпфирование его при управлении и свободной ориентации.
Так, например, известен механизм разворота колеса МРК-20Л, обеспечивающий управление передним колесом при рулении основного изделия при наличии давления управления в напорной гидролинии и гашение колебаний свободно-ориентированного переднего колеса самолета при взлете и посадке.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является, механизм поворота колеса, приведенный в патенте РФ №2271308, опубликованный 10.03.2006. В нем описан механизм поворота колеса, содержащий исполнительный механизм в виде гидродвигателя, распределительное устройство в виде поворотных управляющего и обратной связи золотников, гидрокомпенсатор, двухпозиционный клапан, сообщенный с распределительным устройством, исполнительным механизмом, гидрокомпенсатором и напорной гидролинией. Также механизм поворота колеса содержит два предохранительных клапана, соединяющих полостные гидролинии, ведущие к гидродвигателю, и регулируемый дроссель в одной из полостных гидролиний, сообщенной с двухпозиционным клапаном. При этом двухпозиционный клапан выполнен с внутренним каналом, сообщающим полостные гидролинии, ведущие к гидродвигателю, при отсутствии или падении давления в напорной гидролинии, и одновременно соединенным с внутренним каналом, сообщенным со сливной гидролинией, ведущей к гидрокомпенсатору. А во второй полостной гидролинии, сообщенной с двухпозиционным клапаном, встроен еще один регулируемый дроссель.
Основным недостатком предложенного изобретения является необходимость присутствия в конструкции шасси самолета конструктивно сложного узла расцепления привода педалей к золотниковой головке, необходимого при уборке и выпуске шасси.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание механизма поворота колеса переднего шасси, позволяющего избежать применение узла расцепления привода педалей к золотниковой головке.
Техническим результатом изобретения являются упрощение всей конструкции механизма поворота колеса.
Поставленная задача решается тем, что механизм поворота колеса передней стойки шасси включает исполнительное устройство поворота колеса, которое имеет корпус, закрепленный на передней опоре шасси самолета, с расположенным в нем поршнем, и золотниковую головку. При этом золотниковая головка имеет корпус, закрепленный неподвижно на каркасе самолета. Ось золотниковой головки совпадает с осью поворота передней стойки шасси при переводе шасси из убранного положения в рабочее положение и обратно. Внутри корпуса золотниковой головки соосно расположены золотник, кинематически связанный с приводом педалей, и золотниковая гильза, связанная с поршнем. Причем поршень кинематически связан с осью поворота колеса.
В частном случае поршень снабжен встроенным дросселем для осуществления демпфирования возможных колебаний.
Предложенное в изобретении решение позволяет упростить конструкцию за счет выполнения золотниковой головки и исполнительного устройства в двух раздельных корпусах. Предложенное расположение золотниковой головки соосно с осью поворота передней стойки шасси позволяет избежать использования конструктивно сложного узла расцепления педалей и золотниковой головки при переводе шасси в убранное или выпущенное положение.
В последующем заявляемое изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 - продольное сечение золотниковой головки и исполнительного устройства при повороте колеса направо;
Фиг. 2 - изображена передняя опора шасси с расположенными элементами механизма поворота колеса;
Фиг. 3 - поперечные сечения золотниковой головки с относительными положениями золотника и золотниковой гильзы при повороте колеса направо;
Фиг. 4 - продольное сечение золотниковой головки и исполнительного устройства при повороте колеса налево;
Фиг. 5 - поперечные сечения золотниковой головки с относительными положениями золотника и золотниковой гильзы при повороте колеса налево.
Механизм поворота колеса передней стойки шасси состоит из золотниковой головки 1 и исполнительного устройства 11 (см. фиг. 1 и фиг. 2). Золотниковая головка 1 имеет корпус неподвижно закрепленный на каркасе самолета. На фиг. 2 показаны два кронштейна (на фиг. не обозначены), с помощью которых корпус крепится к каркасу самолета. Корпус золотниковой головки 1 состоит из левой половины 2 корпуса и правой половины 3 корпуса, между которыми расположена муфта 8, как это изображено на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4. Правая половина 3 корпуса золотниковой головки 1 снабжена штуцером 4 напорной гидролинии, через которую осуществляется подвод гидрожидкости из гибробака самолета. Левая половина 2 корпуса золотниковой головки 1 снабжена штуцером 5 сливной гидролинии, через которую осуществляется слив гидрожидкости в гидробак самолета. Левая половина 2 корпуса золотниковой головки 1 и правая половина 3 корпуса золотниковой головки 1 снабжены кольцевыми проточками 6. Каждая из кольцевой проточки 6 имеет с двух сторон уплотнители 7 для предотвращения вытекания гидрожидкости при работе устройства. Между левой половиной 2 корпуса и правой половиной 3 корпуса расположена муфта 8 со штуцерами 9, которые соединены с гидролиниями 10. Гидролинии 10 предназначены для гидравлического соединения золотниковой головки 1 с исполнительным устройством 11. Муфта 8 имеет две кольцевые проточки 12 и три уплотнителя 13, которые установлены по краям кольцевых проточек 12 также для предотвращения протекания гидрожидкости при работе устройства. Внутри корпуса золотниковой головки 1 соосно расположены золотник 14 и золотниковая гильза 16. Золотник 14 жестко соединен с рычагом 15 привода педалей. Золотниковая гильза 16 жестко соединена с рычагом 17 обратной связи. Рычаг 15 привода педалей через систему тяг и качалок соединен с педалями управления поворотом колеса передней стойки шасси (на фиг. не показана).
Обратная связь в приведенном на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4 конкретном случае выполнена в виде рычага 17 обратной связи, который соединен через тягу 20 с одним концом вала 21. Второй конец вала 21 снабжен поводком 22, который взаимодействует с поршнем 23 исполнительного устройства 11.
Золотниковая гильза 16 в продольном направлении снабжена четырьмя прорезями 24 напорной гидролинии и четырьмя прорезями 33 сливной гидролинии (см. фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 4). Прорези 24 напорной гидролинии и прорези 33 сливной гидролинии расположены в местах расположения соответственно проточек 6 первой половины 2 и второй половины 3 корпуса золотниковой головки 1 и проточек 12 муфты 8 для взаимодействия с ними.
Внутри золотника 14 выполнены два продольных канала 18. Нижний продольный канал 18 имеет четыре отверстия 19 напорной гидролинии, которые расположены вдоль продольного канала 18. Каждое отверстие 19 при повороте золотника 14 может совмещаться с прорезями 24 золотниковой гильзы 16. Верхний продольный канал 18 в продольном направлении имеет четыре отверстия 32 сливной гидролинии, которые при повороте золотника 14 могут совмещаться с прорезями 33 золотниковой гильзы 16, как это показано на фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 4.
Исполнительное устройство 11 имеет цилиндрический корпус 25, к которому подведены гидролинии 10 посредством фланцевых соединений и левого и правого соответственно штуцера 26 и штуцера 27. Внутри цилиндрического корпуса 25 установлен с возможностью перемещения поршень 23.
В приводимом примере конкретного выполнения для передачи движения от поршня 23 к колесу передней стойки шасси в поршне 23 выполнена прорезь, в которой установлен поводок 22. Перемещение поршня 23 через поводок 22 трансформируется в поворот вала 21 и через систему тяг и качалок (на чертежах не показаны) поворачивает колесо переднего шасси.
Устройство снабжено узлом демпфирования. Узел демпфирования включает поршень 23, который снабжен двумя дросселями 29 и клапанами 28. Поршень 23 установлен в цилиндрическом корпусе 25 с образованием левой полости 30 и правой полости 31.
Работа гидропривода механизма поворота колеса передней стойки шасси осуществляется следующим образом.
В нейтральном положении педалей (при выпущенном положении передней стойки шасси) рычаг 15 привода педалей поворачивает внутри корпуса золотниковой головки 1 золотник 14 относительно соосной с ним золотниковой гильзы 16 в положение, при котором все прорези 24 золотниковой гильзы 16 и все отверстия 19 золотника 14 разъединены. Такое положение показано на фиг.3, где напорная гидролиния (сечение Г-Г положение 1), сливная гидролиния (сечение В-В положение 1), гидролиния 10 подачи в левую полость 30 исполнительного устройства 11 (сечение Б-Б положение 1) и гидролиния 10 подачи в правую полость 31 исполнительного устройства 11 (сечение А-А положение 1) перекрыты. При таком положении подача гидрожидкости в исполнительное устройство 11 и слив гидрожидкости не осуществляется.
Исполнительное устройство 11 при этом работает как демпфер. Демпфирование возникающих быстрых колебаний с частотой 4…10 Гц, так называемый «эффект шимми», осуществляется за счет перетоков жидкости между левой полостью 30 и правой полостью 31 через дроссели 29. Компенсация давления гидрожидкости левой полости 30 и правой полости 31 корпуса 25 осуществляется с помощью клапанов 28 и свободного объема между ними.
Для поворота колеса передней стойки шасси направо (см. фиг. 1 и фиг. 3) правую педаль подают вперед, и через систему тяг и качалок рычаг 15 поворачивает золотниковую головку 14 на угол, соответствующий углу отклонения правой педали. При этом отверстия 19 золотника 14 совмещаются с соответствующими прорезями 24 золотниковой гильзы 16 (см. фиг. 3, сечения А-А, Б-Б, В-В, Г-Г положение 2). Гидрожидкость через штуцер 4 и совмещенные отверстие 32 и прорезь 33 (см. фиг. 3, сечение Г-Г положение 2) поступает в верхний продольный канал 18, затем из него через вторую пару совмещенных отверстие 32 и прорезь 33 (см. фиг. 3, сечение Б-Б положение 2) проходит в кольцевую проточку 12 муфты 8 и через левый штуцер 9 муфты 8, гидролинию 10 и штуцер 26 поступает в полость 30 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11.
Одновременно с этим происходит совмещение прорези 24 сливной гидролинии золотниковой гильзы 16 и отверстия 19 сливной гидролинии золотника 14 и открывается проход для гидрожидкости (см. фиг. 3, сечение А-А положение 2) из полости 31 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 через правый штуцер 27, гидролинию 10 и правый штуцер 9 муфты 8. Гидрожидкость попадает в нижний продольный канал 18 и через совмещенные прорезь 24 и отверстие 19 в кольцевую проточку 6 (см. фиг. 3, сечение В-В положение 2) и далее через штуцер 5 поступает в сливную магистраль самолета. Осуществляется отток гидрожидкости из полости 31. Из-за возникающей разности давлений в левой полости 30 и правой полости 31 поршень 23 исполнительного устройства 11 внутри цилиндрического корпуса 25 сдвигается. Сдвиг поршня 23 посредством поводка 22 поворачивает вал 21 и через систему тяг и качалок поворачивает колесо передней стойки шасси направо.
Одновременно с поворотом колеса передней стойки шасси начинает работать система механической обратной связи. При повороте вала 21, конец которого соединен с тягой 20, осуществляется поворот рычага 17 обратной связи посредством тяги 20. Рычаг 17 обратной связи поворачивает золотниковую гильзу 16, с которой жестко связан. Поворот золотниковой гильзы 16 осуществляется до тех пор, пока отверстия 19 напорной гидролинии и отверстие 32 сливной гидролинии золотника 14 не перекроются золотниковой гильзой 16 (см. фиг. 3, сечение А-А, Б-Б, В-В, Г-Г положение 3). Перетекание гидрожидкости как в исполнительное устройство 11, так и из него прекращается. Давление в левой полости 30 и правой полости 31 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 выравнивается, и колесо передней стойки шасси остается развернутым в положении, которое соответствует отклонению педали.
Для поворота колеса передней стойки шасси налево (см. фиг. 4 и фиг. 5) отклоняют путем нажатия левой педали вперед. Это отклонение поворачивает через систему тяг и качалок рычаг 15 и жестко связанную с ним золотниковую головку 14 на угол, соответствующий углу отклонения левой педали. При этом отверстия 19 золотника 14 совмещаются с соответствующими прорезями 24 золотниковой гильзы 16 (см. фиг. 5, сечения А1-А1, Б1-Б1, В1-В1, Г1-Г1 положение 2). Гидрожидкость через штуцер 4 (см. фиг. 5, сечение Г1-Г1 положение 2), кольцевую проточку 6 правой половины 3 корпуса золотниковой головки 1, и совмещенные отверстия 19 и прорези 24 поступает в нижний продольный канал 18. Затем из нижнего продольного канала 18 через вторую пару совмещенных отверстия 19 и прорези 24 (см. фиг. 5, сечение А1-А1 положение 2) проходит через правый штуцер 9 муфты 8 в гидролинию 10. Далее через штуцер 27 поступает в полость 31 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11.
Одновременно с этим происходит совмещение прорези 33 сливной гидролинии золотниковой гильзы 16 и отверстия 32 сливной гидролинии золотника 14 и открывается проход для гидрожидкости (см. фиг. 5, сечение Б1-Б1 положение 2) из полости 30 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 через левый штуцер 26 в гидролинию 10 и левый штуцер 9. Далее гидрожидкость попадает через кольцевую проточку 12 в муфте 8 в верхний продольный канал 18. Затем из верхнего канала 18 гидрожидкость поступает через вторую пару совмещенных прорези 33 и отверстия 32 и кольцевую проточку 6 правой половины 2 корпуса золотниковой головки 1 (см. фиг. 5, сечение В1-В1 положение 2) в штуцер 5 и попадает в сливную магистраль самолета. Осуществляется отток гидрожидкости из полости 30. Из-за разности давлений в левой полости 30 и правой полости 31 поршень 23 исполнительного устройства 11 сдвигается внутри цилиндрического корпуса 25. Сдвиг поршня 23 посредством поводка 22 поворачивает вал 21 и через систему тяг и качалок поворачивает колесо передней стойки шасси налево.
Одновременно с поворотом колеса передней стойки шасси начинает работать система механической обратной связи. При повороте вала 21, конец которого соединен с тягой 20, осуществляется поворот рычага 17 обратной связи посредством тяги 20. Рычаг 17 обратной связи поворачивает золотниковую гильзу 16, с которой жестко связан. Поворот золотниковой гильзы 16 осуществляется до тех пор, пока отверстия 19 напорной гидролинии и отверстие 32 сливной гидролинии золотника 14 не перекроются золотниковой гильзой 16 (см. фиг. 5, сечение А1-А1, Б1-Б1, В1-В1, Г1-Г1 положение 3).
Перетекание гидрожидкости в исполнительное устройство 11 и из него прекращается. Давление в левой полости 30 и правой полости 31 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 выравнивается, и колесо передней стойки шасси остается развернутым в положении, которое соответствует отклонению педали, в конкретном случае налево.
Перевод шасси в убранное положение производится поворотом передней стойки шасси вокруг оси, как это показано круговой стрелкой на фиг. 2. При переводе шасси в убранное положение, осуществляется поворот установленного на шасси цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 с валом 21, гидролиниями 10 и муфтой 8 золотниковой голоски 1. При таком повороте вал 21 через тягу 20 поворачивает рычаг 17 обратной связи и соответственно золотниковую гильзу 16. Золотниковая гильза 16 перекрывает отверстия 19 напорной гидролинии и отверстия 32 сливной гидролинии золотника 14 и гидрожидкость прекращает перетекать в левую полости 30 из правой полости 31 цилиндрического корпуса 25 исполнительного устройства 11 (см. фиг. 3, сечение А-А, Б-Б, В-В, Г-Г положение 4). Рычаг 15 привода педалей с золотником 14 при этом имеет возможность поворачиваться под действием педалей, не внося дополнительных усилий в систему основного управления.
При падении или отсутствии давления в напорной гидролинии работа механизма поворота колеса в режиме управления прекращается, а исполнительное устройство 11 сохраняет способность работать как демпфер, так как в убранном положении гидролинии нагнетания и слива механически отсоединены от гидросистемы самолета.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет значительно упростить конструкцию механизма поворота колеса передней стойки шасси, а также позволяет убрать конструктивно сложный узел расцепления педалей и золотниковой головки при переводе шасси в убранное или выпущенное положение.