УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОЖНОГО УПРАВЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ РУЛЕВЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B64C13/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для ножного управления легким летательным аппаратом на воздушной подушке.

Известен командный пост ножного управления самолетом, содержащий основные подножки, рычаги подножек, тяги педалей, тягу к рулю управления [1]
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является механизм управления рулем направления, содержащий педали, рычаги педалей, шарнирно закрепленные на осях, промежуточные тяги, соединенные с выходной качалкой, к которой подсоединены тяги управления рулем управления [2]
Недостатками этого механизма является недостаточная эргономичность, так как при манипулировании рулем направления осуществляемого путем нажатия ногой на одну из педалей вторая педаль с расположенной на ней ногой летчика принудительно совершает движение в противоположном направлении. К тому же этот механизм не обеспечивает возможности одновременного механического управления какими-либо другими исполнительными механизмами, срабатывающими только от нажатия соответствующей педали, например, для управления тормозной лыжей и т.п.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению эргономичности устройства ножного управления аэродинамическими рулевыми поверхностями путем автономизации педалей.

Заявляемый результат достигается за счет того, что в устройстве для ножного управления аэродинамическими поверхностями транспортного средства, содержащем корпус, шарнирно закрепленные на осях рычаги левой и правой педалей, соединенные с промежуточными кинематическими звеньями, и выходную качалку, соединенную с тягами управляемых аэродинамических поверхностей, каждое промежуточное кинематическое звено выполнено в виде жестко закрепленного на оси рычага соответствующей педали кулисного механизма, соединенного с подпружиненным штоком, выходная качалка снабжена сектором с двумя опорными вращающимися роликами, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с одним из подпружиненных штоков при нажатии соответствующей педали, концы подпружиненных штоков, обращенные к роликам, скошены навстречу друг другу, при этом устройство снабжено механизмом возврата выходной качалки в нейтральное положение при снятии усилия с педали.

В частности, механизм возврата выходной качалки в нейтральное положение при снятии усилия с педали, выполнен в виде закрепленного на корпусе подпружиненного штока с нажимным роликом, опирающимся на профилированную пластину, закрепленную на выходной качалке.

Для защиты устройства ножного управления от поломки в случае нажатия на обе педали, выходная качалка снабжена упором блокировки ее от поворота при нажатии обеих педалей, установленным между вращающимися роликами.

Для обеспечения возможности одновременного механического управления какими-либо другими исполнительными механизмами, срабатывающими только от нажатия педали, рычаг каждой педали снабжен дополнительной тягой, например, для управления дополнительной аэродинамической поверхностью.

На фиг. 1 вид сбоку, на фиг. 2 вид сверху, на фиг. 3 механизм возврата выходной качалки (вид А на фиг. 1).

Устройство для ножного управления аэродинамическими рулевыми поверхностями содержит корпус 1, левую 2 и правую 3 педали, закрепленные соответственно на рычагах 4 и 5, установленных на осях 6 и 7 корпуса 1. На осях 6 и 7 корпуса жестко закреплены соответственно левый 8 и правый 9 кулисные механизмы, левый 10 и правый 11 ограничительные рычаги левой 2 и правой 3 педалей.

Кулисные механизмы 8 и 9 через кулисные зацепления связаны со штоками 12 и 13 подпружиненными пружинами 14. кулисные механизмы 8, связанные со штоком 12, и кулисный механизм 9, связанный со штоком 13, представляют собой промежуточные кинематические звенья, соединяющие педали 2 и 3 с выходной качалкой 15, установленной на оси 16 корпуса.

Выходная качалка 15 снабжена сектором 17, на котором на осях 18 закреплены два опорных вращающихся ролика 19 и 20. Каждый ролик установлен с возможностью взаимодействия с одним соответствующим ему подпружиненным штоком при нажатии сообщенной с этим штоком педали, ролик 19 со штоком 12, ролик 20 со штоком 13. При нажатом положении педали между другим роликом и соответствующим ему штоком образован зазор. Концы штоков 12 и 13, обращенные к роликам, скошены навстречу друг другу.

Выходная качалка 15 шарнирно соединена с тягой 21, которая в свою очередь соединена с рычагом 22 поворотного сектора 23, тяги 24 которого соединены с рычагами управления рулевых аэродинамических поверхностей 25 и 26.

Выходная качалка снабжена механизмом ее возврата, а вместе с ней и возврата рулевых аэродинамических поверхностей в нейтральное положение при снятии усилия с педали. Механизм возврата выполнен в виде штока 27, подпружиненного пружиной 28, закрепленного на корпусе 1 и снабженного роликом 29, опирающимся на профилированную пластину 30, закрепленную на нижней стороне выходной качалки 15.

Пластина 30 имеет седлообразный профиль, во впадине которого расположен ролик 29 (при нейтральном положении педалей).

На секторе 17 выходной качалки 15 установлен профилированный упор 31, блокирующий перемещение управляемой рулевой аэродинамической поверхности при одновременном нажатии обеих педалей.

Рычаги 4 и 5 левой и правой педалей снабжены дополнительными тягами 32 и 33 для управления дополнительными управляемыми аэродинамическими поверхностями, например, тормозными щитками, лыжами и т.п.

Устройство функционирует следующим образом.

При необходимости отклонения рулевых аэродинамических поверхностей, например, влево по ходу движения аппарата нажимается левая педаль. При этом правая педаль 3 остается в покое. Левый кулисный механизм 6, жестко закрепленный на оси педали, через кулисное зацепление приводит в перемещение левый шток 12. Шток выдвигается из корпуса 1 и противоположным концом с торцом, имеющим наклонную поверхность приходит в соприкосновение с роликом 19, закрепленным на секторе выходной качалки 15. Взаимодействие поверхности торца штока и ролика приводит к появлению боковой силы на оси ролика и поворота выходной качалки 15 на своей оси против часовой стрелки. При этом перемещении смежный ролик 20 на секторе выходной качалки не задевает штока 13, находящегося в покое, ввиду наличия между ними определенного зазора. Тяга 21, соединенная с выходной качалкой 15, через рычаг 22 вращает поворотный сектор 23. Через промежуточные тяги 24 вращение поворотного сектора приводит к отклонению рулевых поверхностей 25 и 26 влево.

Одновременно при этом использование перемещения левой педали, при неподвижной правой, позволяет осуществлять (механическое) управление от тяги 32 к каким-либо исполнительным механизмам, срабатывающим только от нажатия левой педали.

Максимальный угол поворота выходной качалки 15, а вместе с ней и рулевых поверхностей 25 и 26 ограничивается максимальным ходом педали, величина которого определяется ограничительными рычагами 10 и 11 до касания их об упор, имеющийся на корпусе 1 механизма.

При необходимости отклонения рулевых поверхностей 25 и 26 вправо нажимается правая педаль 3. Правый шток 13 выдвигается из корпуса 1 и приходит в соприкосновение с роликом 20, закрепленным на оси на секторе выходной качалки 15. В результате взаимодействия ролика и штока сектор выходной качалки, а вместе с ним и выходная качалка поворачивается по часовой стрелке. Через промежуточную тягу 21, сектор 23, тяги 24 рулевые аэродинамические поверхности 25 и 26 отклоняются вправо.

Перемещение правой педали через механическую связь с ней в виде тяги 33 позволяет осуществлять управление каким-либо другим исполнительным механизмом, срабатывающим только от нажатия правой педали.

После снятия усилий с левой педали 2 либо с правой педали 3 возвратные пружины 14 штоков 12 и 13 обеспечивают отход штоков назад, в начальное положение. Выходная качалка 15, а вместе с ней и рулевые поверхности 25 и 26 под действием механизма возврата (см. фиг. 3) возвращаются в нейтральное положение. Работает указанный механизм следующим образом: при повороте выходной качалки 15 в ту или иную сторону при нажатой левой педали 2 или правой 3, подвижный шток 27 своим роликом 29 обкатывается по профильной пластине 30 и сжимает пружину 28. После снятия усилий с педалей происходит разъединение контакта роликов 19 и 20 выходной качалки 15 со штоками 12 и 13, вернувшимися под действием пружин 14 в первоначальное положение. Под действием усилия пружины 28 шток 27 через свой ролик 29 поворачивает профильную пластину 30, а вместе с ней и свободную от штоков качалку 15 в исходное положение и через усилие пружины 28 фиксируют ее в этом положении.

В случае, если в начале будет нажата одна из педалей и после соответствующего поворота выходной качалки 15 относительно своей оси на какой-то угол последует нажатие и другой педали, то подвижный шток последней при своем движении упрется в упор 31. Дальнейший поворот качалки 15 прекратится ввиду тормозящих усилий штока об упор и произойдет фиксация качалки 15, а следовательно, и рулевых поверхностей 25 и 26 в промежуточном положении до того момента, пока не будет отпущен в начальное положение тормозящий шток, после этого работа устройства будет продолжена в штатном режиме.

Использование: для управления автономными аэродинамическими рулевыми поверхностями транспортного средства, не связанными между собой левой и правой педалями. Сущность: устройство содержит корпус, шарнирно закрепленные на осях рычаги левой и правой педалей, жестко закрепленные на соответствующих осях механизмы, связанные с подпружиненными штоками. Выходная качалка, соединенная с тягами управления аэродинамических рулевых поверхностей, снабжена сектором с двумя опорными вращающимися роликами. Каждый ролик установлен с возможностью взаимодействия при нажатии соответствующей педали с одним из подпружиненных штоков, торцы которых, обращенные к роликам, скошены. Устройство снабжено механизмом возврата выходной качалки в нейтральное положение при снятии усилия с педали. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для ножного управления аэродинамическими рулевыми поверхностями транспортного средства, содержащее корпус, шарнирно закрепленные на осях рычаги левой и правой педалей, соединенные с промежуточными кинематическими звеньями, и выходную качалку, соединенную с тягами управляемых аэродинамических рулевых поверхностей, отличающееся тем, что каждое промежуточное кинематическое звено выполнено в виде жестко закрепленного на оси рычага соответствующей педали кулисного механизма, соединенного с подпружиненным штоком, а выходная качалка снабжена сектором с двумя опорными вращающимися роликами, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия при нажатии соответствующей педали с одним из подпружиненных штоков, торцы которых, обращенные к роликам, скошены, при этом устройство снабжено механизмом возврата выходной качалки в нейтральное положение при снятии усилия с педали. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм возврата выходной качалки в нейтральное положение при снятии усилия с педали выполнен в виде закрепленного на корпусе подпружиненного штока с нажимным роликом, опирающимся на профилированную пластину, закрепленную на выходной качалке. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходная качалка снабжена упором блокировки ее от поворота при одновременном нажатии обеих педалей, установленным между вращающимися роликами. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рычаг каждой педали снабжен дополнительной тягой для управления дополнительной управляемой аэродинамической поверхностью.