МЕХАНИЗМ РУЧНОГО ОТКРЫТИЯ ФОНАРЯ САМОЛЕТА Российский патент 2004 года по МПК B64C1/14 B64C1/24 B64C13/36 F15B11/20 

Изобретение относится к авиационной технике. Оно предназначено для обеспечения возможности открытия-закрытия фонаря кабины самолета (или другой его створки), управляемого при помощи пневмогидроцилиндра, при отсутствии давления в пневмосистеме управления фонарем.

Известна система управления аппарелью летательного аппарата (примеч.: аппарель - грузовой трап, который является створкой), описанная в патенте РФ 2175624 (В 64 С 13/36, F 15 B 11/20), которая содержит электроприводную насосную станцию, гидробак, гидроцилиндры силовых приводов и замков, гидрораспределители к ним с электромагнитными приводами и ручными механизмами переключения, обратные клапаны, пульты управления аппарелью из кабины экипажа и из грузовой кабины с блокирующим устройством для раздельного использования пультов, сигнализаторы углового положения аппарели, блок концевых выключателей и блок коммутационных реле, обеспечивающий соединение управляющих электрических линий связи, ручной гидронасос для управления аппарелью при выключенном электропитании.

Недостатком этого решения является зависимость функционирования системы от наличия насосной станции и электропитания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления грузовым трапом летательного аппарата, описанное в а.с. СССР 710170, В 64 С 1/24, F 15 B 15/00. Грузовой трап является створкой. Устройство содержит пневмогидроцилиндр (цилиндр) с поршнем и непроходным штоком и плавающим поршнем, разделяющим пневмополость от гидрополости и установленным в корпусе цилиндра со стороны поршня в нештоковой полости, а также систему гидрозамков, связанных каналами с источником питания и цилиндром. Одна из полостей цилиндра соединена с зарядным клапаном и датчиком давления. Система гидрозамков содержит два гидрозамка, соединенные между собой и запирающие цилиндр, когда трап находится соответственно в закрытом и открытом положении, гидрокран, соединенный с полостями цилиндра и предназначенный для аварийного открывания, и другой гидрокран, осуществляющий управление устройством.

Недостатком этого решения является необходимость для функционирования иметь насосную станцию и электропитание.

Задачей изобретения является обеспечение следующих функций:
- открытие и закрытие фонаря при отсутствии давления в пневмосистеме управления фонарем и при отсутствии электропитания,
- возможность фиксации фонаря в крайних и промежуточных положениях,
- обеспечение плавности хода при открытии-закрытии фонаря при штатной работе от пневмосистемы.

Задача решается с помощью механизма ручного открытия фонаря, содержащего гидронасос, действующий при движениях общего вала, на котором установлены наружная и внутренняя рукоятки, выходом соединенный со вторым ходом трехпозиционного четырехходового распределителя, шарнирно закрепленную относительно корпуса упомянутого распределителя качалку, одно плечо которой может контактировать со штоками поршней двух пневмотолкателей и соединено с элементом, управляющим позициями упомянутого распределителя, который в одной крайней позиции обеспечивает соединение первого хода с четвертым ходом и второго хода - с третьим ходом, в другой крайней позиции обеспечивает соединение первого хода с третьим и второго хода - с четвертым, в промежуточной позиции обеспечивает соединение всех четырех ходов, другое плечо упомянутой качалки шарнирно соединено с концом находящейся внутри упомянутого общего вала тяги, другой конец которой соединен с переключателем режима работы механизма ручного открытия фонаря, пневмогидроцилиндр силового привода фонаря, имеющий две пневмополости, одна из которых соединена с пневмомагистралью открытия системы управления фонарем, а другая - с пневмомагистралью закрытия системы управления фонарем, и две гидрополости, соединенные гидромагистралями с третьим и четвертым ходами упомянутого распределителя, гидроаккумулятор, соединенный гидрополостью с входом упомянутого гидронасоса, а пневмополостью - с упомянутой пневмомагистралью открытия, и управляемый клапан, соединенный с упомянутой пневмомагистралью закрытия, с входом и выходом упомянутого гидронасоса, с первым и вторым ходами упомянутого распределителя, с гидроаккумулятором и термоклапаном с возможностью стравливания давления жидкости из гидрополостей пневмогидроцилиндра при перемещении его штока, кроме того, один из упомянутых пневмотолкателей соединен с упомянутой пневмомагистралью открытия, а другой - с упомянутой пневмомагистралью закрытия.

Упомянутый распределитель выполнен так, что в его корпусе имеются две камеры с поршнями, штоки которых образуют упомянутый элемент, управляющий позициями упомянутого распределителя, и два соединяющих камеры канала, в одной из камер находятся первый и третий ходы, в другой - второй и четвертый ходы, поршни имеют форму, допускающую обтекание их жидкостью, за исключением позиций, когда они упираются в выступы, ограничивающие их движение, первый и второй ходы и по одному из выходов каждого канала расположены в зонах камер, ограниченных первыми из упомянутых выступов, другие выходы каналов расположены в зонах камер, ограниченных вторыми выступами, третий и четвертый ходы расположены между крайними положениями поршней.

Упомянутый гидронасос выполнен с двумя камерами так, что внутри каждой из камер может двигаться поршень со штоком, шарнирно соединенным с одним из плечей качалки гидронасоса, закрепленной на общем валу, внутри каждого из упомянутых поршней имеется отверстие, закрываемое пластиной при движении поршня на уменьшение объема под ним, верхние полости обоих камер гидронасоса выполнены сообщающимися и соединены с упомянутым гидроаккумулятором, на выходе из каждой камеры установлен клапан, открывающийся при создании в камере определенного давления, выход гидронасоса образован соединенными между собой выходными отверстиями упомянутых клапанов камер.

Упомянутый управляемый клапан представляет собой корпус с одной пневмополостью и двумя гидрополостями, разделенными поршнями с толкателями, и клапаном на входе, открываемом толкателями, при этом пневмополость управляемого клапана соединена с упомянутой пневмомагистралью закрытия, одна из гидрополостей соединена с выходом упомянутого гидронасоса и со вторым ходом упомянутого распределителя, другая гидрополость соединена с гидроаккумулятором, входом упомянутого гидронасоса и термоклапаном, вход управляемого клапана соединен с первым ходом упомянутого распределителя и термоклапаном.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять:
- ручное открытие и закрытие фонаря при отсутствии давления в пневмосистеме, которое можно осуществить как изнутри, так и снаружи самолета,
- фиксацию открытого фонаря при любом угле его наклона,
- плавный ход при открытии-закрытии фонаря при штатной работе от пневмосистемы.

Изобретение поясняется изображенной на чертеже схемой механизма ручного открытия фонаря. На чертеже сплошными линиями показаны соединения между элементами с помощью гидромагистралей, а пунктирными - с помощью пневмомагистралей.

Предлагаемый механизм ручного открытия фонаря включает пневмогидроцилиндр 1 силового привода фонаря, который создает усилие для его открытия или закрытия. Пневмогидроцилиндр 1 имеет две пневмополости, одна из которых соединена с пневмомагистралью открытия системы управления фонарем, а другая - с пневмомагистралью закрытия системы управления фонарем. По этим магистралям в обычном режиме осуществляется управление открытием или закрытием фонаря путем перекачки газа из одной пневмополости этого цилиндра в другую. В качестве рабочего тела может быть использован азот. Пневмогидроцилиндр 1 имеет также две гидрополости, соединенные гидромагистралями с распределителем 2. В качестве рабочего тела гидравлической системы может быть использована жидкость АМГ-10. Путем перекачивания жидкости из одной гидрополости цилиндра 1 в другую осуществляется управление фонарем при отсутствии давления в пневмомагистралях.

Механизм ручного открытия фонаря содержит также наружную 3 и внутреннюю 4 рукоятки, установленные на общем валу 5, колебательные вращательные движения которого, создаваемые любой из этих рукояток, передаются к гидронасосу 6, с помощью которого создается необходимое гидравлическое давление. В частности, гидронасос 6 выполнен с двумя рабочими камерами одинакового устройства, в каждой камере может двигаться поршень 7 со штоком, который шарнирно соединен с одним из плечей двуплечей качалки 8 гидронасоса, закрепленной на общем валу 5. Внутри каждого из поршней 7 имеется отверстие, в котором установлена пластина 9 таким образом, что при движении поршня 7 на сжатие объема под поршнем пластина 9 закрывает это отверстие и создается давление, а при обратном движении пластина 9 открывает отверстие для всасывания жидкости. Верхние полости обеих камер гидронасоса 6 выполнены сообщающимися и образуют вход гидронасоса 6, который соединен с гидрополостью гидроаккумулятора 10, являющегося дополнительным резервуаром для рабочей жидкости, компенсирующим разницу между объемами гидравлических полостей пневмогидроцилиндра 1 и других полостей элементов гидросистемы механизма. Пневмополость гидроаккумулятора 10 соединена с пневмомагистралью открытия.

На выходе из каждой камеры гидронасоса 6 установлены клапаны 11, которые открываются при создании в камере определенной величины давления. Выход гидронасоса 6 образован соединенными между собой гидромагистралью выходами клапанов 11 и далее соединен гидромагистралью с управляющим клапаном 12 и с распределителем 2, через который давление передается далее в одну из гидрополостей пневмогидроцилиндра 1.

Распределитель 2 осуществляет управление потоком жидкости при открытии или закрытии фонаря и является трехпозиционным четырехходовым (примечание: "Ходом" распределителя называется любая подведенная к нему внешняя линия - вход или выход трубопровода - см. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974, стр. 29-31). На чертеже первый ход распределителя 2 обозначен А, второй - В, третий - С, четвертый - D. Третий С и четвертый D ходы распределителя 2 соединены гидромагистралями с гидрополостями пневмогидроцилиндра 1. Ход А соединен с входом (полостью Г) управляемого клапана 12 и термоклапаном 15. Ход В соединен с выходом гидронасоса 6 и полостью Л управляемого клапана 12.

Распределитель 2 выполнен так, что имеет корпус, в котором размещены две камеры с поршнями 13, и два соединяющих камеры канала 14. В одной из камер находятся первый А и третий С ходы, в другой - второй В и четвертый D ходы. Поршни 13 имеют форму, допускающую обтекание их жидкостью, за исключением крайних позиций, когда они упираются в выступы 16 или 17, ограничивающие их движение. Первый А и второй В ходы и по одному из выходов каждого канала расположены в зонах камер, ограниченных первыми из упомянутых выступов 16, другие выходы каналов расположены в зонах камер, ограниченных вторыми выступами 17, третий С и четвертый D ходы расположены между крайними положениями поршней 13.

Распределитель 2 в одной крайней позиции (поршни 13 прижаты к выступам 16) обеспечивает соединение первого хода А с четвертым ходом D и второго хода В - с третьим ходом С. В другой крайней позиции (поршни 13 прижаты к выступам 17) он обеспечивает соединение первого хода А с третьим ходом С и второго хода В - с четвертым ходом D. В промежуточной позиции (положение поршней 13 на чертеже показано штрихпунктирными линиями) он обеспечивает соединение всех четырех ходов А, В, С и D между собой.

Функцию элемента, управляющего позициями распределителя 2, выполняют штоки поршней 13, движение которых синхронизировано за счет того, что штоки поршней 13 шарнирно соединены с плечом качалки 18, которая закреплена шарнирно относительно корпуса распределителя 2. Второе плечо качалки 18 шарнирно соединено с концом тяги 19, расположенной внутри общего вала 5 и другим концом соединенной с переключателем 20 режима работы описываемого механизма ("открытие" или "закрытие").

С помощью тяги 19 может осуществляться перемещение качалки 18, а следовательно, и поршней 13 распределителя 2, либо в положение "открытие", когда качание вала 5 с помощью упомянутых рукояток 3 или 4 приведет к открытию фонаря, либо в положение "закрытие", когда такое же качание вала 5 приведет к закрытию фонаря. В приведенном на чертеже варианте исполнения изобретения в положении "открытие" соединены: ход А - с ходом D, ход В - с ходом С, в положении "закрытие" соединены: ход В - с ходом D, ход А - с ходом С, вне распределителя 2 ход С соединен с нижней гидрополостью цилиндра 1, а ход D - с верхней, поднятие штока цилиндра 1 приводит к открытию фонаря.

Имеются также два пневмотолкателя 21, штоки которых могут контактировать с тем же плечом качалки 18, с которым соединены штоки поршней 13 распределителя 2, перемещая (толкая) это плечо. Один из пневмотолкателей 21 соединен с пневмополостью открытия системы управления фонарем, а другой пневмотолкатель - с пневмомагистралью закрытия, и таким образом пневмотолкатели соединены с пневмогидроцилиндром 1. Любой из пневмотолкателей 21 может воздействовать на качалку 18, перемещая поршни 13 распределителя 2 в промежуточное положение, в котором все четыре хода А, В, С и D соединяются между собой.

Кроме того, имеется пружина 22, закрепленная одним концом на корпусе распределителя 2 и соединенная другим концом с качалкой 18, которая может, при отсутствии других воздействий на качалку 18, притягивая ее, перемещать поршни 13 в их крайнюю позицию, когда они прижаты к выступам 16, что соответствует состоянию "открытие".

Управляемый клапан 12 предназначен для стравливания давления жидкости из гидрополостей пневмогидроцилиндра 1 при перемещении его штока. Управляемый клапан 12 содержит установленные в едином корпусе клапан 23 и два поршня 24 и 25 с толкателями, которые могут открывать клапан 23, упираясь в него, и разделен этими поршнями на пневмополость и две гидрополости. Пневмополость управляемого клапана 12 ограничивается поршнем 24 и соединена с пневмомагистралью закрытия и через нее с верхней пневмополостью пневмогидроцилиндра 1. Остальные полости управляемого клапана 12 заполнены жидкостью. Гидрополость Л между поршнями 24 и 25 соединена с выходом гидронасоса 6 и с ходом В распределителя 2. Гидрополость Е между поршнем 25 и клапаном 23 соединена с термоклапаном 15, входом гидронасоса 6 и гидроаккумулятором 10. Входное отверстие клапана 23 соединено с термоклапаном 15 и с ходом А распределителя 2.

Термоклапан 15 предназначен для предотвращения разрушения гидросистемы предлагаемого механизма при ее нагреве.

Механизм может быть установлен на задней стенке кабины самолета в негерметичной зоне. В герметичную зону входит только внутренняя ручка 4.

Механизм ручного открытия фонаря работает следующим образом.

В статическом состоянии гидронасоса 6 клапаны 11 препятствуют протеканию рабочей жидкости через камеры гидронасоса 6.

Для открытия фонаря переключатель 20 режима работы механизма должен находиться в состоянии "открытие". Тогда пружина 22 прижмет поршни 13 к выступам 16 и соединятся ходы A - c D, a C - с В.

При открытии фонаря качание вала 5 при помощи ручек 3 или 4 передается через качалку 8 к поршням 7 гидронасоса 6. При движении поршня 7 в сторону клапана 11 пластина 9 прижимается к отверстиям в поршне 7 и под поршнем 7 создается давление, которое открывает клапан 11, в результате чего жидкость поступает в магистраль. В этот момент в другом поршне 7, отходящем от клапана 11, пластина 9 отсоединяется от отверстия в поршне и пропускает жидкость под поршень, при этом клапан 11 закрывается.

Вытекающая из гидронасоса 6 жидкость попадает в полость Л управляемого клапана 12 и к ходу В распределителя 2. Через ходы В и С распределителя 2 жидкость поступает в нижнюю гидрополость пневмогидроцилиндра 1 и поднимает его поршень, выталкивая жидкость из верхней гидрополости пневмогидроцилиндра 1 через ходы D и А распределителя 2 и далее - через клапан 23, открываемый действием давления от гидронасоса 6 на поршень 25, и полость Е управляемого клапана 12 - в гидроаккумулятор 10.

Так происходит перекачка жидкости из одной гидрополости пневмогидроцилиндра 1 в другую, и фонарь открывается. При прекращении подачи жидкости поршень цилиндра 1 останавливается, и фонарь остается приоткрытым в любом промежуточном положении.

Для закрытия фонаря переключатель 20 режима работы механизма переводят в положение "закрытие", в результате чего с помощью находящейся внутри общего вала тяги 19 качалку 18 перемещается в другое крайнее положение, перетягивая поршни 13 в позицию, когда они прижаты к выступам 17, т.е. в распределителе 2 соединяются ходы В и D, а также А и С. Тогда при качании рукояток 3 или 4 жидкость под давлением из гидронасоса 6 протекает через ходы В и D в верхнюю гидрополость пневмогидроцилиндра 1, поршень которого начинает движение вниз и вытесняет жидкость из нижней гидрополости. Происходит закрытие фонаря. Вытесненная жидкость через ходы С и А распределителя 2 поступает на вход управляемого клапана 12 и, пройдя через открытый клапан 23 и полость Е, поступает в гидроаккумулятор 10 и на вход гидронасоса 6.

При прекращении качания вала 5 фонарь остается в промежуточном положении.

Использование предлагаемого механизма не мешает функционированию штатной системы управления фонарем через пневмополости пневмогидроцилиндра 1.

При открытии фонаря воздухом давление поступает в пневмогидроцилиндр 1 и один из пневмотолкателей 21, перемещая качалку 18 и поршни 13 распределителя 2 в среднее положение. Поршень пневмогидроцилиндра 1 начинает двигаться, жидкость под давлением, создаваемым пневмосистемой, из верхней гидрополости пневмогидроцилиндра 1 перетекает через распределитель 2 в нижнюю гидрополость и в полость Л управляемого клапана 12, открывая клапан 23, через который недостающая жидкость в нижней гидрополости восполняется из гидроаккумулятора 10. Фонарь открывается. При прекращении подачи воздуха фонарь остается в положении, соответствующем положению поршня пневмогидроцилиндра 1 в момент прекращения подачи воздуха.

При закрытии фонаря воздухом давление поступает в пневмогидроцилиндр 1 и в другой из пневмотолкателей 21, перемещая качалку 18 и поршни 13 распределителя 2 в среднее положение, и в управляемый клапан 12, который открывает соединение гидроаккумулятора 10 с ходом А распределителя 2. Поршни пневмогидроцилиндра 1 выдавливают жидкость из одной гидрополости в другую, а ее излишки - в гидроаккумулятор 10. Фонарь закрывается. При прекращении подачи воздуха фонарь остается в том положении, в каком находился в момент прекращения подачи воздуха.

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для обеспечения открытия-закрытия фонаря при отсутствии давления в пневмосистеме управления фонарем. Механизм содержит гидронасос, действующий при движениях общего вала, на котором установлены наружная и внутренняя рукоятки, соединенный со вторым ходом трехпозиционного четырехходового распределителя, закрепленную относительно его корпуса качалку, одно плечо которой может контактировать со штоками поршней двух пневмотолкателей, соединенных с пневмомагистралями открытия и закрытия, и соединено с элементом, управляющим позициями распределителя, который в одной позиции соединяет первый ход с четвертым и второй - с третьим, в другой первый - с третьим и второй - с четвертым, в третьей соединяет все четыре хода. Качалка соединена через находящуюся внутри вала тягу с переключателем режима работы. Кроме того, предложенный механизм содержит пневмогидроцилиндр силового привода, пневмополостями соединенный с пневмомагистралями открытия и закрытия системы управления фонарем и гидрополостями - с третьим и четвертым ходами распределителя, гидроаккумулятор, соединенный с входом гидронасоса и с пневмомагистралью открытия, и управляемый клапан, соединенный с пневмомагистралью закрытия, с гидронасосом, с первым и вторым ходами распределителя, с гидроаккумулятором и термоклапаном. Технический результат - осуществление ручного открытия и закрытия фонаря при отсутствии давления в пневмосистеме как изнутри, так и снаружи самолета, фиксация открытого фонаря, плавный ход при открытии-закрытии. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Механизм ручного открытия фонаря, содержащий гидронасос, действующий при движениях общего вала, на котором установлены наружная и внутренняя рукоятки, выходом соединенный со вторым ходом трехпозиционного четырехходового распределителя, шарнирно закрепленную относительно корпуса упомянутого распределителя качалку, одно плечо которой может контактировать со штоками поршней двух пневмотолкателей и соединено с элементом, управляющим позициями упомянутого распределителя, который в одной крайней позиции обеспечивает соединение первого хода с четвертым ходом и второго хода - с третьим, в другой крайней позиции обеспечивает соединение первого хода с третьим и второго хода - с четвертым, в промежуточной позиции обеспечивает соединение всех четырех ходов, другое плечо упомянутой качалки шарнирно соединено с концом находящейся внутри упомянутого общего вала тяги, другой конец которой соединен с переключателем режима работы механизма ручного открытия фонаря, пневмогидроцилиндр силового привода фонаря, имеющий две пневмополости, одна из которых соединена с пневмомагистралью открытия системы управления фонарем, а другая - с пневмомагистралью закрытия системы управления фонарем, и две гидрополости, соединенные гидромагистралями с третьим и четвертым ходами упомянутого распределителя, гидроаккумулятор, соединенный гидрополостью с входом упомянутого гидронасоса, а пневмополостью - с упомянутой пневмомагистралью открытия, и управляемый клапан, соединенный с упомянутой пневмомагистралью закрытия, с входом и выходом упомянутого гидронасоса, с первым и вторым ходами упомянутого распределителя, с гидроаккумулятором и термоклапаном с возможностью стравливания давления жидкости из гидрополостей пневмогидроцилиндра при перемещении его штока, кроме того, один из упомянутых пневмотолкателей соединен с упомянутой пневмомагистралью открытия, а другой - с упомянутой пневмомагистралью закрытия.2. Механизм ручного открытия фонаря по п.1, отличающийся тем, что упомянутый распределитель выполнен так, что в его корпусе имеются две камеры с поршнями, штоки которых образуют упомянутый элемент, управляющий позициями упомянутого распределителя, и два соединяющих камеры канала, в одной из камер находятся первый и третий ходы, в другой - второй и четвертый ходы, поршни имеют форму, допускающую обтекание их жидкостью, за исключением позиций, когда поршни упираются в выступы, ограничивающие их движение, первый и второй ходы и по одному из выходов каждого канала расположены в зонах камер, ограниченных первыми из упомянутых выступов, другие выходы каналов расположены в зонах камер, ограниченных вторыми выступами, третий и четвертый ходы расположены между крайними положениями поршней.3. Механизм ручного открытия фонаря по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутый гидронасос выполнен с двумя камерами так, что внутри каждой из камер может двигаться поршень со штоком, шарнирно соединенным с одним из плечей качалки гидронасоса, закрепленной на общем валу, внутри каждого из упомянутых поршней имеется отверстие, закрываемое пластиной при движении поршня на уменьшение объема под ним, верхние полости обеих камер гидронасоса выполнены сообщающимися и соединены с упомянутым гидроаккумулятором, на выходе из каждой камеры установлен клапан, открывающийся при создании в камере определенного давления, выход гидронасоса образован соединенными между собой выходными отверстиями упомянутых клапанов камер.4. Механизм ручного открытия фонаря по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упомянутый управляемый клапан представляет собой корпус с одной пневмополостью и двумя гидрополостями, разделенными поршнями с толкателями, и клапаном на входе, открываемом толкателями, при этом пневмополость управляемого клапана соединена с упомянутой пневмомагистралью закрытия, одна из гидрополостей соединена с выходом упомянутого гидронасоса и со вторым ходом упомянутого распределителя, другая гидрополость соединена с гидроаккумулятором, входом упомянутого гидронасоса и термоклапаном, вход управляемого клапана соединен с первым ходом упомянутого распределителя и термоклапаном.