ШАССИ ВОЗДУШНОГО СУДНА С ПОЛЫМ КОНСТРУКТИВНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
AIRCRAFT UNDERCARRIAGE WITH HOLLOW STRUCTURAL MEMBER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к шасси воздушного судна, в частности к шасси воздушного судна с полым конструктивным элементом.
Уровень техники
Забота о защите окружающей среды и требования сертификации по шуму привели к значительному снижению шума реактивных двигателей воздушных судов. В результате шум, создаваемый корпусом воздушного судна, стал ведущим компонентом шума воздушного судна во время конечного этапа захода на посадку при приземлении. Одним из элементов, который вносит большой вклад в этот шум от корпуса воздушного судна, в посадочной конфигурации является шасси. В частности, на больших воздушных судах шасси становится доминирующим источником шума. Системы шасси имеют сложную необтекаемую геометрию и генерируют чрезвычайно турбулентные вихревые следы. Вихревые потоки от одного компонента шасси, как правило, сталкиваются с другими элементами, генерируя шум. Кроме того, на наружной поверхности несущих конструктивных элементов, в частности телескопических стоек и боковых подкосов, обычно устанавливают ненесущие (неконструктивные) элементы шасси, в частности гидравлические трубы, электрические кабели и запорные пружины. Вследствие этого воздушный поток над шасси дополнительно нарушается. Это усугубляется также необтекаемой формой поперечного сечения некоторых несущих элементов шасси, в частности боковых подкосов.
Первоначальные попытки уменьшить шум, создаваемый шасси во время выпуска, были сосредоточены на том, чтобы заключить существующие конструкции шасси в различные аэродинамические обтекатели. Примеры такого подхода описаны в патентной заявке США US 2009/0176078 и Международной патентной заявке WO 2004/089742. Однако такой подход повышает вес, сложность, а следовательно, и стоимость, поскольку аэродинамические обтекатели вводятся дополнительно к существующим конструкциям шасси.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрено шасси воздушного судна, включающее по меньшей мере один несущий продольный конструктивный элемент, при этом указанный продольный элемент является полым и содержит по меньшей мере один ненесущий элемент, расположенный внутри него.
Продольный конструктивный элемент предпочтительно имеет наружную поверхность, которая обеспечивает обтекание ее воздушным потоком во время эксплуатации. Наружное поперечное сечение и, следовательно, общая форма продольного элемента может изменяться по его длине.
Продольный конструктивный элемент может включать по меньшей мере один участок с локальным усилением. Он может представлять собой участок полого продольного элемента с увеличенной толщиной стенки.
По меньшей мере в одном варианте осуществления настоящего изобретения продольный конструктивный элемент содержит боковой подкос, в то время как ненесущий элемент может дополнительно или в других вариантах осуществления содержать одну или более пружин.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных только в качестве неограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
фигура 1 - схематическое изображение основного шасси воздушного судна известного уровня техники;
фигура 2 - схематическое изображение детали шасси известного уровня техники, показанного на фигуре 1;
фигура 3 - схематическое изображение части шасси воздушного судна согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фигура 4 - схематическое детальное изображение разреза элемента шасси, показанного на фигуре 3; и
фигура 5 - схематическое изображение поперечного разреза элемента шасси, показанного на фигурах 3 и 4.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 схематически показано основное шасси широкофюзеляжного воздушного судна, в частности пассажирского авиалайнера. Основное шасси 2 включает телескопическую амортизационную опору 4, верхний конец которой шарнирно соединен с нижней поверхностью крыла 6 воздушного судна и к противоположному концу которой присоединены одна или более пар колес 8 шасси. Боковой подкос 10 шарнирно соединяется с амортизационной опорой 4 и корпусом фюзеляжа воздушного судна 12, при этом стопор 13 шарнирно соединяется с амортизационной опорой и боковым подкосом для того, чтобы блокировать боковой подкос на месте, когда шасси выпущено. Боковой подкос 10 содержит верхнее звено 14, шарнирно соединенное с нижним звеном 16, и обычно предназначен для поддержания амортизационной опоры в требуемой выпущенной позиции и для противодействия нагрузкам, прилагаемым к амортизационной опоре во время посадки или взлета воздушного судна. Одна или более пружин 18 присоединены к нижнему звену 16 и к стопору 13 для того, чтобы смещать стопор в его заблокированную позицию и, таким образом, блокировать шасси в выпущенной (развернутой) позиции.
На фигуре 2 показан поперечный разрез нижнего звена 16 и пары пружин 18. В типичной конструкции известного уровня техники нижнее звено 16 расположено в непосредственной близости от двутавровой балки, между двумя боковыми полками которой установлены пружины 18. Направление воздушного потока указано стрелкой А. Необтекаемый профиль комбинации звена 16 и пружин 18 создает лобовое сопротивление и приводит к образованию турбулентного потока, вызывая, таким образом, появление значительного шума.
На фигуре 3 схематически показан боковой подкос 110, выполненный в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Подкос 110 включает нижнее звено 116, которое имеет обтекаемую наружную поверхность, в данном конкретном примере - закругленную наружную поверхность, которая более наглядно показана на фигуре 4. На фигуре 4 показано нижнее звено 116 в частичном поперечном разрезе, при этом можно видеть, что нижнее звено 116 имеет, по существу, круглое поперечное сечение и является полым. Фактическое поперечное сечение подкоса определяется в зависимости от требуемой степени аэродинамического обтекания или других аэродинамических свойств. Так, например, подкос может иметь овальное или асимметричное поперечное сечение. Кроме того, форма и/или размер поперечного сечения подкоса могут изменяться на протяжении его длины. В частном примере, показанном на фигуре 3, подкос имеет больший диаметр поперечного сечения в средней части нижнего звена 116, чем диаметр концевых частей.
Как показано на фигуре 4, полое пространство в несущем конструктивном продольном элементе шасси, т.е. в подкосе, используется для размещения запорных пружин 118. При этом следует понимать, что запорные пружины 118 представляют собой только один пример ненесущих элементов шасси, в то время как другие примеры включают гидравлические трубопроводы и кабели электронных систем.
Достоинство расположения ненесущих элементов шасси внутри полого несущего элемента заключается в том, что ненесущие элементы удаляются от воздушного потока и, следовательно, не вносят вклад в образование турбулентности и создание шума от шасси в целом. Кроме того, благодаря обтекаемой наружной поверхности несущего конструктивного элемента обеспечивается дополнительное уменьшение турбулентности и шума, создаваемого самим несущим элементом. Как показано на фигуре 3, обтекаемые несущие элементы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в частности нижнее звено 116, можно использовать в комбинации с традиционными необтекаемыми несущими элементами, в частности, с верхним звеном 114. Так, например, в определенных конфигурациях и конструкциях шасси некоторые несущие элементы, в частности верхнее звено 114, могут не вносить существенный вклад в турбулентность и шум от корпуса воздушного судна, создаваемый шасси, поэтому обтекающие несущие элементы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения не обеспечивают значительного уменьшения общего шума от корпуса воздушного судна. Еще одно достоинство, связанное с размещением ненесущих элементов внутри полых несущих элементов в вариантах осуществления настоящего изобретения, заключается в том, что ненесущие элементы, в частности запорные пружины, больше не подвергаются опасности повреждения во время взлета и посадки.
Для изготовления элементов шасси для вариантов осуществления настоящего изобретения можно использовать обычные материалы, в частности металлические сплавы или пластмассовые композиты, армированные волокном. Внутренняя и наружная геометрия несущего элемента может изменяться для того, чтобы обеспечить требуемые прочностные и весовые характеристики несущего элемента. Так, например, можно получить локальное усиление на отдельных участках, как показано на фигуре 5, увеличив на участке толщину стенки 120, выполненной как единое целое с боковой стенкой 122 звена 116, или присоединив соответствующий усиливающий элемент 124 к несущему элементу.