ГЛАВНАЯ ОПОРА ШАССИ С ЖЕСТКОЙ ЗАДНЕЙ СТОЙКОЙ
MAIN LANDING GEAR WITH RIGID REAR LEG

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к главной опоре шасси воздушного судна, имеющей жесткую заднюю стойку.
Уровень техники
Хорошо известно, что воздушные суда коммерческой и военной авиации, в частности, большие широкофюзеляжные воздушные суда, имеют по меньшей мере одну пару главных опор шасси, выполненных с возможностью перемещения между выпущенной позицией, в которой главные опоры шасси выдвинуты для применения, и убранной позицией, в которой опоры шасси уложены в специальных отсеках, расположенных либо в днищах крыльев, либо в фюзеляже воздушного судна, либо иногда в их комбинации. Опоры шасси обычно устанавливают на днище крыла или непосредственно на фюзеляже воздушного судна.
Как известно, опоры шасси, установленные на крыле, опираются на пару складных стоек, а именно на переднюю стойку и заднюю стойку, между которыми имеет место значительный угол, т.е. каждая стойка имеет существенный наклон вперед или назад относительно главного телескопического амортизатора опоры шасси. Функция двух стоек заключается в том, чтобы передавать на фюзеляж переднюю, заднюю и боковую нагрузки, прилагаемые к амортизатору во время взлета и посадки. Это позволяет уменьшить прочность и, следовательно, вес монтажных компонентов при установке опоры шасси на крыло. Аналогичная конфигурация известна также для установки опоры шасси на фюзеляж со складными стойками, также предназначенными для перераспределения нагрузок, прилагаемых к главному амортизатору, между другими точками фюзеляжа. Однако такая конструкция, которая использует две складные стойки, установленные на фюзеляже, создает потенциальную проблему перемещения опоры шасси между ее выпущенной и убранной позициями. Так, например, опору шасси невозможно полностью убрать в сторону оси воздушного судна, если ее длина такова, что она наталкивается на центральную часть воздушного судна (в частности, на продольную нижнюю балку) или на парную опору шасси с противоположной стороны. Поэтому опора должна перемещать колесо или колеса вперед (или назад), а также в сторону оси воздушного судна, а затем убираться, для чего требуется дополнительная степень свободы. При наличии двух складных стоек необходимо тщательно следить за тем, чтобы обеспечивать должное управление и синхронизацию последовательности операций сложения отдельных стоек во время перемещения опоры шасси между ее двумя позициями, чтобы исключить нежелательное заклинивание опоры шасси во время выпуска или уборки шасси. Обычно это требует по меньшей мере двух отдельных цилиндров уборки для отдельного перемещения опоры шасси относительно каждой из стоек. Поэтому представляется полезным обеспечение главной опоры шасси воздушного судна, которая позволит исправить по меньшей мере один или более из этих недостатков.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечена главная опора шасси воздушного судна, содержащая удлиненную балку, шарнирно соединенную с воздушным судном с возможностью поворота вокруг своей продольной оси таким образом, что ось вращения удлиненной балки проходит, по существу, параллельно продольной оси фюзеляжа воздушного судна, амортизатор, первый конец которого шарнирно соединен с удлиненной балкой, а второй конец соединен с колесным блоком, складную переднюю стойку, первый конец которой шарнирно соединен с удлиненной балкой, а второй конец соединен с амортизатором, и жесткую заднюю стойку, первый конец которой шарнирно соединен с воздушным судном, а второй конец шарнирно соединен с амортизатором, при этом жесткая задняя стойка ограничивает траекторию движения амортизатора при перемещении между выпущенной и убранной позицией таким образом, что колесный блок расположен спереди и ближе к оси воздушного судна в убранной позиции по сравнению с его расположением в выпущенной позиции.
Кроме того, траектория амортизатора может иметь большее смещение вперед, чем в сторону оси воздушного судна.
Дополнительно или альтернативно этому расстояние в продольном направлении между первым концом жесткой задней стойки и первым концом амортизатора может не превышать длины амортизатора. Альтернативно этому расстояние в продольном направлении между первым концом задней стойки и первым концом амортизатора может не превышать половины длины задней стойки.
Дополнительно или альтернативно этому ось шарнирного соединения между задней стойкой и воздушным судном может пересекать шарнирное соединение между амортизатором и удлиненной балкой. Кроме того, шарнирное соединение между задней стойкой и воздушным судном содержит одну ось поворота.
Главная опора шасси может также включать телескопический цилиндр, первый конец которого шарнирно соединен с амортизатором, а второй конец - с фюзеляжем воздушного судна, таким образом, перемещение цилиндра между выдвинутым и втянутым положениями вызывает перемещение опоры шасси между выпущенной и убранной позициями.
Дополнительно или альтернативно этому складная передняя стойка может быть шарнирно соединена с первым концом удлиненной балки с возможностью поворота вокруг одной оси, по существу, перпендикулярной удлиненной балке.
Дополнительно или альтернативно этому длина жесткой задней стойки может не превышать длину амортизатора. Это позволяет особенно компактно уложить опору шасси на фюзеляже воздушного судна, и, в частности, избежать существенного удлинения задней стойки в заднем направлении относительно остальной части опоры шасси, что дает возможность минимизировать пространство, необходимое для размещения узла.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные ниже, приведены только в качестве иллюстративных примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
фигуры 1 А и 1 В - схематическое изображение главной опоры шасси согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в полностью выпущенной позиции;
фигуры 2 А и 2 В - схематическое изображение той же самой главной опоры шасси в частично убранной позиции; и
фигура 3 - схематическое изображение главной опоры шасси в полностью убранной позиции.
Осуществление изобретения
На фигурах 1 А и 1 В условно показана главная опора шасси согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Главная опора 2 шасси включает телескопической амортизатор 4 традиционного типа, хорошо известный специалистам в данной области техники. К нижнему концу амортизатора присоединен традиционно выполненный колесный блок 6, который может включать, например, балку тележки и несколько пар колес с шинами, а также традиционно связанные с ними такие компоненты, как двухзвенники и тормозные тяги. Верхний конец амортизатора шарнирно соединен с одним концом удлиненной поворотной балки 8. Удлиненная балка 8 проходит вперед от верхней части амортизатора 4 (т.е. в направлении носа воздушного судна). Сама удлиненная балка 8 шарнирно соединена с соответствующими элементами 10 фюзеляжа воздушного судна. Элементы 10 фюзеляжа могут представлять собой, например, соответствующие шпангоуты фюзеляжа. Шарниры, которыми удлиненная балка 8 соединяется с элементами 10 фюзеляжа, имеют одну ось вращения, которая совпадает с продольной осью самой удлиненной балки 8. Это ограничивает движение удлиненной балки 8, которая может поворачиваться только относительно общей шарнирной оси. В данном варианте осуществления показана удлиненная балка 8, которая соединена с элементами 10 фюзеляжа шарнирами, расположенными на обоих концах оси, однако следует понимать, что могут быть также использованы конструкции с другим расположением шарниров при условии, что удлиненная балка остается ограниченной одной осью вращения, которая предпочтительно, по существу, совпадает с продольной осью удлиненной балки. Так, например, может быть предусмотрен один или более шарниров на протяжении удлиненной балки, однако это потребует использования альтернативных точек монтажа на фюзеляже, которые не всегда могут быть легко доступными или подходящими.
Между средней частью амортизатора 4 и передним концом удлиненной балки 8 установлена складная передняя стойка 12, которая образует диагональный раскос обычного типа между амортизатором 4 и удлиненной балкой 8, когда главная опора шасси находится в выпущенной позиции, как показано на фигурах 1 А и 1 В. Передняя стойка 12 имеет первый верхний элемент 14 и второй нижний элемент 16. Верхний элемент 14 шарнирно соединен одним концом с передним концом балки 8 при помощи общей оси поворота, в то время как нижний элемент 16 аналогично соединен с амортизатором при помощи другой общей оси и шарнира. Верхний и нижний элементы стойки шарнирно соединены друг с другом при помощи еще одной оси поворота. Складная подкосная стойка установлена обычным способом между общей шарнирной точкой верхнего и нижнего элементов передней стойки и удлиненной балкой 8. Амортизатор 4, удлиненная балка 8 и складная передняя стойка 12 расположены, по существу, в одной и той же плоскости.
Предусмотрена также жесткая задняя стойка 18, один конец которой шарнирно соединен с амортизатором 4, а ее противоположный конец также шарнирно соединен с фюзеляжем воздушного судна. Жесткая задняя стойка предпочтительно соединена с боковой стороной амортизатора 4 в средней точке амортизатора, которая может, например, совпадать с точкой соединения амортизатора с нижним элементом 16 складной передней стойки 12. Верхний конец жесткой задней стойки 18 соединен с фюзеляжем ближе к продольной оси воздушного судна, чем верхний конец амортизатора.
С точки зрения геометрии шарнир задней стойки с конструкцией воздушного судна образует центр сферы, а нижний конец задней стойки, которым она соединяется с амортизатором, вынужден перемещаться по поверхности этой сферы, когда опора убирается или выпускается. Когда ось шарнира задней стойки с конструкцией воздушного судна пересекает шарнир амортизатора с удлиненным элементом, возникает особый случай, в котором точка соединения задней стойки с амортизатором проходит по линии, которая имеет постоянную широту на сфере. Это эквивалентно перемещению точки соединения задней стойки с амортизатором по поверхности цилиндра, поэтому в данной конкретной конструкции одна общая ось поворота может быть использована между амортизатором и конструкцией воздушного судна. Однако следует понимать, что в случае необходимости в данной конкретной конструкции можно также использовать многоосные шарниры, в частности сферические подшипники или карданные шарниры. В других конструкциях, где нижний конец амортизатора проходит по нецилиндрической траектории, необходимо использовать многоосные шарниры.
Нижний конец амортизатора (соединенный с колесным блоком) вынужден перемещаться по траектории, которая определяется его точкой соединения с удлиненной (поворотной) балкой 8 и перемещением точки соединения задней стойки с амортизатором.
Предусмотрен один телескопической цилиндр уборки, один конец которого соединен с амортизатором 4, а его противоположный конец - с соответствующей монтажной точкой на фюзеляже воздушного судна. Верхняя монтажная точка цилиндра 20 уборки находится впереди амортизатора.
Для того чтобы убрать главную опору шасси, начиная с полностью выпущенной (нижней) позиции, разблокировочный рычаг (не показан) протягивает стопор передней стойки влево "под центр" для того, чтобы освободить стопор на передней стойке 14. Цилиндр 20 уборки активируется и начинает втягиваться из его полностью выпущенного состояния. По мере того, как общая длина цилиндра 20 уборки уменьшается, он тянется вперед к амортизатору 4. Как указано выше, перемещение нижнего конца амортизатора ограничено траекторией, которая определяется жесткой задней стойкой 18. В показанном варианте осуществления вначале движение нижнего конца амортизатора большей частью направлено вперед. На фигурах 2 А и 2 В показаны различные виды главной опоры шасси в частично убранной позиции, соответствующей точке на траектории амортизатора, в которой движение большей частью направлено вперед. На фигуре 2 В, которая представляет собой вид главной опоры шасси сверху удлиненной балки 8, можно видеть, что в показанном варианте осуществления шарнир верхнего конца жесткой задней стойки 18 установлен на небольшом расстоянии позади шарнира амортизатора 4 с удлиненной балкой 8. Перемещение верхнего шарнира задней стойки вперед или назад относительно верхнего шарнира амортизатора изменяет отношение перемещения нижнего конца амортизатора (и, следовательно, колесного блока) вперед относительно перемещения к продольной оси воздушного судна. В некоторых вариантах осуществления расстояние в продольном направлении между вышеуказанными шарнирами является таким, чтобы нижний конец амортизатора перемещался вперед на большее расстояние, чем он перемещается в сторону продольной оси воздушного судна. Путем ограничения перемещения в сторону оси воздушного судна можно минимизировать необходимое пространство в конструкции воздушного судна. В некоторых вариантах осуществления расстояние в продольном направлении между шарнирами не превышает половины длины задней стойки, что обеспечивает требуемое отношение между перемещением в сторону оси воздушного судна и перемещением вперед. Большее перемещение вперед верхнего шарнира задней стойки, чем верхнего шарнира амортизатора, заставляет нижнюю часть амортизатора вначале перемещаться вперед и наружу от оси воздушного судна, а затем - вперед и в сторону оси воздушного судна. При определенных обстоятельствах это может быть предпочтительным, например, для того, чтобы избежать поражения военного воздушного судна боевыми техническими средствами.
По мере продолжения втягивания цилиндра 20 уборки направление движения нижнего конца амортизатора 4 изменяется от главным образом вперед на главным образом в сторону оси воздушного судна, т.е. происходят качания во внутреннем и наружном направлениях до достижения конечной, полностью убранной позиции, показанной на фигуре 3, где колесный блок полностью втягивается внутрь фюзеляжа воздушного судна.
Относительно небольшое расстояние в продольном направлении между верхними шарнирами амортизатора и жесткой задней стойкой обеспечивает возможность достаточного перемещения вперед главной опоры 2 шасси для того, чтобы, например, по меньшей мере самые задние колеса колесного блока 6 были по меньшей мере на одном уровне с верхним шарниром амортизатора и чтобы отсек для опоры шасси, в который убирается главная опора шасси, можно было наиболее оптимально расположить и скомпоновать с фюзеляжем воздушного судна. Кроме того, относительно малая длина жесткой задней стойки 18 облегчает укладку опоры шасси, поскольку при этом не требуется отдельного размещения жесткой задней стойки 18, как это имеет место в том случае, если жесткая задняя стойка значительно длиннее, чем амортизатор, и устанавливается на фюзеляже воздушного судна на значительном расстоянии позади от шарнира амортизатора. В предпочтительных вариантах осуществления расстояние в продольном направлении шарнира амортизатора и верхнего конца жесткой задней стойки меньше, чем длина амортизатора, и более предпочтительно меньше, чем половина длины амортизатора.
Конструкция главной опоры шасси согласно вариантам осуществления настоящего изобретения обладает различными преимуществами по сравнению с традиционными альтернативными конструкциями известного уровня техники. Эти преимущества включают установку передней складной стойки 12 между амортизатором 4 и удлиненной поворотной балкой 8, таким образом, только относительно простые и поэтому имеющие низкую стоимость малый вес шарнирные механизмы требуются между складной стойкой и удлиненной балкой и амортизатором. Кроме того, выгодной является установка удлиненной балки 8 непосредственно на фюзеляже воздушного судна, поскольку существующие конструкции фюзеляжей, как правило, действительно являются более прочными и, следовательно, более пригодными для того, чтобы выдерживать нагрузки, передаваемые от опоры шасси во время эксплуатации. Установка опоры шасси на крыло требует дополнительного усиления конструкции крыла, что повышает стоимость и вес воздушного судна. Кроме того, благодаря применению жесткой задней стойки 18 перемещение амортизатора под действием цилиндра уборки ограничено следованием по предварительно заданной траектории, что устраняет необходимость в дополнительных исполнительных элементах и механизме управления, которые потребовались бы в случае применения складной задней стойки. Длина и местоположение верхнего шарнира жесткой задней стойки также являются выгодными с точки зрения укладки главной опоры шасси в фюзеляже воздушного судна.