СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТВОРКОЙ ЛЮКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2003 года по МПК B64C1/14 

Изобретение относится к области машиностроения, точнее к системам эксплуатации люков летательных аппаратов (ЛА). Оно может быть использовано для люков (в том числе дверей) грузовых и пассажирских отсеков транспортных средств.

Конкретное исполнение изобретения реализовано для рампы грузового люка самолета. Рампа (Авиация/ Энциклопедия/ Гл. ред. Г.П. Свищев. М.: Бол. Росс. Энциклопедия, 1994, стр. 472) представляет собой створку люка грузовой кабины ЛА, совмещенную с трапом для людей и различных грузов. Как правило, она располагается в задней части фюзеляжа. Ось навески рампы находится вблизи порога люка и параллельна ему.

Известна система управления рампой грузового люка самолета АН-74 (Самолет АН-74. Руководство по технической эксплуатации, раздел 052.30.00, стр. 1, 5, 8, раздел 052.30.01, стр. 1-2). Рампа, вместе с другой створкой и гермощитком, закрывающая находящийся в нижней части фюзеляжа грузовой люк, может быть установлена в положение трапа. В закрытом состоянии она удерживается боковыми и пороговыми замками. Боковые замки расположены на правой и левой балках грузового люка - по 8 замков на каждой стороне. Все замки кинематически связаны регулируемыми тягами и управляются гидроцилиндром.

Опускание рампы и ее подъем осуществляются с помощью привода опускания рампы. При открытии грузового люка с опусканием рампы в положение трапа открываются замок открытого положения другой створки, гермощиток и другая створка, боковые замки рампы. Затем вручную открываются замки штанг и рампа опускается в положение трапа. Закрытие происходит в обратной последовательности.

Недостатками такого решения являются:
- значительный общий вес элементов, обеспечивающих удержание рампы в закрытом состоянии и процесс открытия/закрытия рампы (замков и соединяющих их тяг),
- сложность синхронизации работы системы и сложность эксплуатации, заключающаяся в необходимости контроля за открытием/закрытием каждого замка, и как результат - недостаточная надежность системы.

Известна также система управления дверью ЛА (СССР, а.с. 525284), в которой дверь (т.е. створка люка) снабжена серповидной петлей, шарнирно соединенной своими концами с окантовкой дверного проема и каркасом, а средней частью - с каркасом посредством серьги и двуплечего рычага, причем в закрытом положении двери оси серьги и рычага лежат на одной прямой. Удержание двери в закрытом положении осуществляется за счет того, что на ней имеются штыри, которые входят в находящиеся на окантовке двери гнезда. Во время открытия механизм управления втягивает дверь внутрь ЛА, в процессе чего штыри выходят из гнезд. После этого дверь выводится через проем наружу ЛА. Закрытие двери производится в обратном порядке.

Недостатком этого решения является необходимость резервирования внутри ЛА пространства для двери вблизи оси навески. При навеске створки (двери) на пороге люка требуется, чтобы для этого была свободна часть пола, что неудобно.

Наиболее близкой к изобретению является описанная система управления рампой самолета АН-74.

Задачей изобретения является упрощение системы управления створкой люка ЛА и повышение удобства пользования, а также снижение веса и повышение надежности.

Задача решается тем, что система управления створкой люка ЛА содержит створку с кронштейном, соединенным с фюзеляжем с возможностью перемещения, привод, одним концом шарнирно соединенный с фюзеляжем, а другим шарнирно соединенный с двумя звеньями, первое из которых другим концом шарниром, имеющим возможность перемещения по закрепленной на створке кулисе, соединено с одним из концов тяги, которая другим концом шарниром соединена с фюзеляжем, а второе звено другим концом шарнирно соединено со створкой, несколько пар зацепляющихся элементов, размещенных так, что находятся в зацеплении в закрытом состоянии створки.

Пара зацепляющихся элементов состоит из закрепленной на фюзеляже направляющей с открытым концом и закрепленного на створке ответного элемента.

Система управления содержит также установленные на боковых сторонах створки ролики, а также установленные по боковым сторонам проема фюзеляжа дополнительные спрофилированные направляющие для упомянутых роликов, каждая из которых имеет открытый конец.

Упомянутый кронштейн имеет выступ, а на фюзеляже имеется элемент, определяющий движение этого выступа, причем формы этого элемента и упомянутых дополнительных спрофилированных направляющих согласованы.

Упомянутое соединение упомянутого кронштейна с фюзеляжем выполнено так, что на фюзеляже находится ось навески, а на кронштейне - кулиса, в которой может перемещаться эта ось.

Ось упомянутого шарнира, которым тяга соединена с фюзеляжем, совпадает с упомянутой осью навески.

Привод выполнен в виде гидроцилиндра.

Предлагаемое исполнение системы позволяет одним движением привода отпирать зацепляющие элементы створки и перемещать створку в открытое положение, а также одним движением в противоположном направлении перемещать створку из открытого в закрытое положение и запирать зацепляющиеся элементы.

Так как нет дополнительной системы, управляющей зацепляющими элементами, выполняющими функции замков, то изобретение позволяет уменьшить количество элементов системы, устранить сложные, металлоемкие замки и управляющие ими тяги, а в результате повысить надежность и снизить вес.

Изобретение поясняется чертежами, выполненными для случая, когда створкой является рампа грузового люка самолета.

На фиг.1 показан вид рампы сбоку.

На фиг.2 дано изображение узла навески, соответствующее виду на самолет сзади.

На фиг.3 показан в увеличенном масштабе вид сбоку узла навески в закрытом положении рампы.

На фиг.4 показан в увеличенном масштабе вид сбоку узла навески в открытом положении рампы.

На фиг. 5 в увеличенном масштабе показан фрагмент вида рампы сбоку, содержащий основные узлы системы управления.

На фиг.6 в увеличенном масштабе показан фрагмент фиг.1, содержащий пару зацепляющихся элементов, расположенную на боковой стороне рампы и проема.

На фиг.7 показано сечение изображенной на фиг.6 пары зацепляющихся элементов.

На фиг.8 в увеличенном масштабе показан фрагмент фиг.1, содержащий пару зацепляющихся элементов, расположенных на верхней стороне рампы и проема.

Система управления створкой содержит (см. фиг.1) створку (1), на основании которой находится кронштейн (2), соединенный с фюзеляжем (3) с возможностью перемещения. В частности, это соединение выполнено так, что на фюзеляже (3) вблизи порога транспортного люка имеется ось (4) навески, а на кронштейне (2) имеется кулиса (5), по которой ось (4) может перемещаться (см. также фиг.2, 3, 4). Ось (4) горизонтальна.

Система управления содержит также привод (6), одним концом шарнирно соединенный с фюзеляжем (3), а другим - соединенный шарниром (7) с двумя звеньями (8) и (9) (см. фиг.1, 5). Привод (6) может быть выполнен в виде гидроцилиндра.

На другом конце первого звена (8) имеется шарнир (10), который соединяет звено (8) с одним из концов тяги (11) (фиг.5). Другой конец тяги (11) соединен с фюзеляжем (3) шарниром, ось которого совпадает с осью (4) навески (фиг.1, 2).

На оси шарнира (10) имеется стержень, который может перемещаться по кулисе (12), закрепленной на створке (1) (см. фиг.5).

Другой конец второго звена (9) шарниром (13) соединен со створкой (1) (см. фиг.5).

Для удерживания створки (1) в закрытом ее состоянии по сторонам закрываемого створкой (1) проема фюзеляжа (3) имеются несколько пар зацепляющихся элементов, которые гораздо проще замков по устройству и легче по весу. На них действует основная нагрузка: вертикальные и боковые силы. Пара зацепляющихся элементов состоит из направляющей (14), неподвижно закрепленной на фюзеляже (3), и ответного элемента (15), закрепленного на стороне створки (1) (см. фиг.5, 6, 7, 8). Положение направляющей (14) согласовано с положением ответного элемента (15), который имеет расширенную верхнюю часть. Внутренний профиль направляющей (14) согласован с профилем ответного элемента (15) так, что ответный элемент (15) может скользить по направляющей (14), удерживаясь на ней. Один из концов направляющей (14) выполнен открытым для обеспечения соскальзывания элемента (15) и его возвращения.

На кронштейне (2) имеется выступ (16), а на фюзеляже (3) вблизи оси (4) навески имеется элемент (17), определяющий движение выступа (16) кронштейна (2) (см. фиг.3, 4).

Для обеспечения точного попадания ответных элементов (15) в направляющие (14) в процессе закрытия створки (1) на фюзеляже (3) по бокам проема установлены дополнительные спрофилированные направляющие (18), а на створке (1) установлены ролики (19) с возможностью скольжения по направляющим (18) (см. фиг.1, 5). Один из концов направляющих (18) выполнен открытым.

Формы элемента (17), направляющих (18) и длины кулис (5) и (12) взаимосвязаны так, что обеспечиваются 2 этапа открытия/закрытия створки (1), т.е. при открытии:
- 1-й этап - сдвиг створки в направлении против полета,
- 2-й этап - поворот вокруг оси навески,
при закрытии:
- 1-й этап - поворот вокруг оси навески в обратном направлении,
- 2-й этап - сдвиг створки в направлении по полету.

Для этого
- форма элемента (17) позволяет сдвиг выступа (16) и, соответственно, створки (1) на определенное расстояние, равное длинам кулис (5) и (12), а направляющие (18) имеют прямой участок (18*) (см. фиг.5) не менее такой же длины для обеспечения сдвига створки (1),
- форма элемента (17) обеспечивает вращение выступа (16) и створки (1) вокруг оси (4) на угол, соответствующий полному открытию створки (1), а направляющие (18) имеют участок (18**) (фиг.5), обеспечивающий этот поворот створки (1).

Для дополнительной фиксации закрытого положения створки (1) при действии на нее в полете инерционных сил звенья (8) и (9) имеют кинематический перелом в закрытом состоянии створки (1) (фиг.5) и на этих звеньях вблизи соединяющего их шарнира (7) имеются упоры (20) и (21). Упоры (20) и (21) при таком исполнении удерживают только эти инерционные силы, которые на порядок меньше других сил, действующих в полете на систему.

Система управления створкой люка работает следующим образом.

В закрытом положении створки (1) край кулисы (5) опирается на ось (4). При этом расширенная верхняя часть ответных элементов (15) опирается на направляющие (14), и таким образом удерживается вес створки (1). Упоры (20) и (21) удерживают звенья (8) и (9) от дальнейшего движения в сторону закрытия створки (1). Ролики (19) находятся внутри направляющих (18) на участке (18*).

Для открытия створки (1) подается усилие на привод (6) - он раздвигается. Шарнир (7) проходит кинематический перелом, изменяя положение звеньев (8) и (9). Шарнир (10) перемещается по кулисе (12). Расстояние между шарнирами (10) и (13) сокращается, что приводит к сдвигу створки (1), так как расстояние между осью (4) и шарниром (10) определено длиной тяги (11), при этом кулиса (5) смещается относительно оси (4). В процессе этого сдвига выступ (16) перемещается вдоль той части элемента (17), которая определяет поступательное движение створки (1). Ролики (19) перемещаются по прямому участку (18*) направляющих (18), ответные элементы (15) скользят по направляющим (14).

Переход к повороту створки (1) относительно оси (4) происходит, когда ролики (19) попадают на обеспечивающий этот поворот участок (18**) направляющих (18). При этом ответные элементы (15) соскальзывают с направляющих (14) через их открытые концы. В процессе поворота ролики (19) движутся далее по участку (18**) направляющих (18), а выступ (16) скользит по элементу (17). После того как ролики (19) выходят из направляющих (18), вращение створки (1) относительно оси (4), упирающейся теперь в другой край кулисы (5), определяется скольжением выступа (16) по элементу (17). В открытом состоянии край створки (1) опирается на землю, привод (6) отключен.

Закрытие створки происходит в обратной последовательности.

Привод (6) тянет створку (1) вверх за шарнир (7) через звенья (8) и (9). Сначала створка может только поворачиваться относительно оси (4) из-за взаимодействия выступа (16) и элемента (17). Ролики (19) подходят к открытым концам направляющих (18) и начинают двигаться по этим направляющим по участку (18**). При переходе от поворота створки (1) к поступательному движению ролики (19) перекатываются на прямую часть (18*) направляющих (18). В этот момент ответные элементы (15) подходят к открытым концам направляющих (14) и входят в зацепление с ними. Далее ролики (19) скользят по прямым участкам (18*) направляющих (18), а элементы (15) - по направляющим (14).

Закрытие створки завершается, когда упоры (20) и (21) соприкасаются.

Изобретение относится к авиационной технике. Система содержит створку с кронштейном, соединенным с фюзеляжем с возможностью перемещения, привод, шарнирно соединенный одним концом с фюзеляжем, а другим - с двумя звеньями, первое из которых другим концом шарниром, имеющим возможность перемещения по находящейся на створке кулисе, соединено с одним из концов тяги, которая другим концом шарнирно соединена с фюзеляжем, а второе звено другим концом шарнирно соединено со створкой. Имеются несколько пар зацепляющихся в закрытом состоянии створки элементов, причем каждая пара состоит из направляющей и ответного элемента. По бокам створки установлены ролики, а по бокам проема - дополнительные спрофилированные направляющие для них. Кронштейн имеет выступ, а на фюзеляже имеется элемент, определяющий движение выступа, причем формы этого элемента и упомянутых дополнительных направляющих согласованы. Изобретение направлено на повышение надежности и снижение веса конструкции. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система управления створкой люка ЛА, содержащая створку с кронштейном, соединенным с фюзеляжем с возможностью перемещения, привод, одним концом шарнирно соединенный с фюзеляжем, а другим шарнирно соединенный с двумя звеньями, первое из которых другим концом шарниром, имеющим возможность перемещения по закрепленной на створке кулисе, соединено с одним из концов тяги, которая другим концом шарниром соединена с фюзеляжем, а второе звено другим концом шарнирно соединено со створкой, несколько пар зацепляющихся элементов, размещенных так, что находятся в зацеплении в закрытом состоянии створки
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что пара зацепляющихся элементов состоит из закрепленной на фюзеляже направляющей с открытым концом и закрепленного на створке ответного элемента. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит установленные на боковых сторонах створки ролики, а также установленные по боковым сторонам проема фюзеляжа дополнительные спрофилированные направляющие для упомянутых роликов, каждая из которых имеет открытый конец. 4. Система по пп.1-3, отличающаяся тем, что упомянутый кронштейн имеет выступ, а на фюзеляже имеется элемент, определяющий движение этого выступа, причем формы этого элемента и упомянутых дополнительных направляющих согласованы. 5. Система по пп.1-4, отличающаяся тем, что упомянутое соединение упомянутого кронштейна с фюзеляжем выполнено так, что на фюзеляже находится ось навески, а на кронштейне - кулиса, в которой может перемещаться эта ось. 6. Система по пп. 1-5, отличающаяся тем, что ось упомянутого шарнира, которым тяга соединена с фюзеляжем, совпадает с упомянутой осью навески. 7. Система по пп.1-6, отличающаяся тем, что привод выполнен в виде гидроцилиндра.