СПОСОБ РАСКРУТКИ-ТОРМОЖЕНИЯ КОЛЕС ШАССИ
METHOD FOR SPIN-BRAKING OF LANDING WHEEL

Изобретение относится к системам привода шасси и может быть использовано для предварительной раскрутки колес шасси при посадке и торможения после соприкосновения колес шасси летательного аппарата с землей.
Известен способ предварительной раскрутки колес шасси самолета (патент РФ №2152334 C1, В64С 25/40 от 10.07.2000), состоящий в использовании лопастей-карманов изменяемой геометрии из эластичного упругого материала на боковой поверхности шины колеса. При взлете лопасти прижимают и поддерживают в сложенном состоянии, а при посадке освобождают, например, при помощи электромагнитов и пружин для раскручивания колеса после выпуска шасси.
Недостатком способа является сложность изменения и контроля мощности раскрутки колеса до необходимой угловой скорости.
Известен способ привода колес шасси самолета и устройство шасси (заявка на патент WO 2014046564 A1, В64С 25/40 от 24.09.2012), в котором каждое колесо шасси вращают с помощью одной из установленных на нем воздушных турбин радиального или осевого типа и противоположных направлений вращения, к которым подают сжатый воздух от основных двигателей или вспомогательной энергетической установки самолета. Одной из турбин раскручивают колеса перед посадкой или при движении на земле вперед, а другой турбиной осуществляют торможение после приземления, а также движение задним ходом и развороты при маневрировании. Воздух используют также для продувки и охлаждения тормоза колеса. Несообщающиеся воздушные коллекторы турбин через управляющие клапаны телескопическим трубопроводом, закрепленным на стойке шасси, подключены к бортовым источникам сжатого воздуха. Диски-статоры тормоза имеют секторы сквозных каналов и являются сопловыми диафрагмами, а диски-роторы имеют равномерно расположенные по окружности сквозные каналы и являются рабочими колесами осевой турбины. Сопловые аппараты радиальной турбины установлены на статоре, а рабочее колесо - на внутреннем ободе колеса шасси. Сопловые аппараты секторными воздуховодами подключены к соответствующим воздушным коллекторам.
Недостатком способа является недостаточно точное регулирования вращения колеса, а также применение для торможения фрикционных тормозов.
Известно устройство электромеханического привода дискового тормоза колеса основной опоры шасси самолета (патент РФ №2522643 А, В64С 25/44 от 25.07.2012), состоящее, по меньшей мере, из двух модулей, установленных на фланце, закрепленном на оси колеса, каждый из которых имеет корпус, нажимной плунжер, действующий на диск тормоза; расположенный в корпусе винтовой механизм, винт которого, установленный в радиально-упорном подшипнике и опирающийся торцом на упорный подшипник, имеет внутреннюю осевую полость, а гайка имеет стопор, исключающий ее вращение относительно корпуса; редуктор привода винта; электродвигатель, соединенный с редуктором привода винта, электродвигатель с ротором, на одном из концов вала которого размещен волнообразователь первой ступени двухступенчатого волнового редуктора, охватывающий волнообразователь сепаратор первой ступени волнового редуктора, соединенный с корпусом электродвигателя, имеющий первые промежуточные тела вращения, взаимодействующие с охватывающим сепаратор жестким колесом, с внутренней волновой поверхностью; при этом жесткое колесо второй ступени имеет установленный соосно с ротором электродвигателя вал с волнообразователем второй ступени волнового редуктора с соединенным с корпусом электродвигателя сепаратором, имеющим вторые промежуточные тела вращения, а часть поверхности винта, охватывающая волнообразователь второй ступени волнового редуктора, имеет внутреннюю волновую поверхность.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и износ фрикционных тормозов.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ торможения и маневрирования (патент РФ №2403180 С2, В64С 25/42 от 10.11.2010), согласно которому используют двигатель/генератор барабана колеса в качестве двигателя до приземления, чтобы согласовать окружную скорость пневматиков с относительной путевой скоростью так, что когда происходит посадка, имеется минимальная разность в этих двух скоростях. Привод колес самолета используют также для его перемещения на земле и во время взлета. Двигатель/генератор барабана колеса представляет собой дисковый электромотор, диски которого одновременно являются дисками фрикционного тормоза.
Недостатком способа является повышенная масса и применение фрикционных тормозов.
Задача изобретения - раскрутка колес шасси до необходимой скорости вращения перед посадкой, предотвращающей проскальзывание всех колес относительно полосы при посадке, обеспечивающей отсутствие удара в момент контакта и минимальный износ шасси, а также автономное перемещение самолета на земле за счет привода колес и торможение после соприкосновения с землей.
Техническим результатом, достигаемым в заявленном способе, является возможность выравнивания окружной скорости каждого колеса тележки шасси со скоростью самолета при его посадке и точного управления угловой скоростью вращения каждого колеса тележки шасси при раскрутке и торможении.
Поставленная задача решается и технический результат достигается способом раскрутки- торможения колес шасси, по которому перед посадкой каждое колесо шасси вращают с окружной скоростью, равной скорости самолета, с помощью установленных на них электрических машин, которые питают от аккумулятора, и после посадки тормозят, согласно изобретению каждое колесо шасси раскручивают и тормозят электромагнитным методом с применением магнитоэлектрического электромеханического преобразователя с кольцевой обмоткой, содержащим якорь, магнитопровод, электропроводящий индуктор, выполненный двойным в виде двух полых цилиндров, набранных из постоянных магнитов, на который подают напряжение от аккумулятора в режиме двигателя при раскручивании и запускают режим реверса при торможении.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено шасси с магнитоэлектрическим электромеханическим преобразователем, на фиг. 2 изображена нормальная схема электропитания магнитоэлектрического электромеханического преобразователя при перемещении летательного аппарата по аэродрому.
Пример конкретной реализации способа
Пример осуществляется на самолете Як-58 с массой 2100 кг. Заявляемый способ реализуется устройством, которое содержит колесную тележку 1 с установленным на нем магнитоэлектрическим электромеханическим преобразователем 2 таким образом, чтобы он был на одном валу с колесом шасси 3 и мог его раскручивать и тормозить. Также устройство содержит аккумулятор 4 и блок управления 5, соединенные с магнитоэлектрическим электромеханическим преобразователем 2.
Способ раскрутки-торможения колес шасси перед посадкой самолета реализуется следующим образом: выпускают шасси с колесной тележкой 1, на которой установлены магнитоэлектрические электромеханические преобразователи 2; подают сигнал на блок управления, 5 и колеса шасси 3 раскручивают магнитоэлектрическими электромеханическими преобразователями 2, которые работают в двигательном режиме и питают от аккумулятора 4, до окружной скорости, равной скорости самолета. При этом раскрученные до скорости самолета колеса шасси подвергаются минимальному воздействию трения, и тем самым повышается срок их службы. Также результатом является предотвращение образования на взлетно-посадочной полосе «резинового наката», снижающего сцепление пневмомеханизмов самолетов с полосой.
После соприкосновения колес шасси 3 с землей способ раскрутки-торможения колес шасси реализуется следующим образом: подают сигнал на блок управления 5, и магнитоэлектрический электромеханический преобразователь 2 переходит в режим реверса и создает тормозящий момент. При посадке самолет Як-58 обладает кинетической энергией, равной 16,4 МДж при скорости посадки 125 км/ч, и при этом 30% этой энергии поглощается магнитоэлектрическим преобразователем энергии 2, работающим в режиме реверса, остальные 70% энергии поглощаются пневмомеханизмами и фрикционными тормозами. Для восприятия такого количества энергии магнитоэлектрический преобразователь энергии 2 согласно расчетам обладает следующими габаритами: диаметр ротора 200 мм, осевая длина статора 150 мм. Поглощаемую энергию преобразуют магнитоэлектрическим преобразователем в электрическую энергию 3 и питают аккумулятор 4. В результате частичного электромагнитного торможения электромеханическим преобразователем энергии 2 снижается нагрузка на фрикционные тормоза и пневмомеханизмы.
Итак, заявляемый способ раскрутки-торможения шасси позволяет сэкономить топливо за счет применения электромеханического преобразователя энергии в качестве привода и сохранить ресурс времени службы колес шасси, фрикционных тормозов и пневмомеханизмов самолета за счет того, что магнитоэлектрический электромеханический преобразователь позволяет раскрутить колеса шасси самолета до скорости, равной скорости самолета перед посадкой, и поглотить часть кинетической энергии самолета после посадки.