МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАССИ Российский патент 2013 года по МПК B64C25/24 B64C25/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к многофункциональному электромеханическому устройству для шасси, а также относится к шасси, снабженному таким устройством.

Уровень техники

Большинство шасси шарнирно установлены на летательном аппарате с возможностью перемещения между выпущенным положением, в котором шасси удерживается органом жесткой фиксации, и убранным положением, в котором шасси находится в отсеке летательного аппарата. Известны шасси, содержащие подъемный привод для убирания шасси в отсек после взлета. Как правило, этот привод выполнен в виде телескопического привода.

Таким образом, на борту находится привод, имеющий достаточно большую мощность и, следовательно, определенный вес, который используют очень недолго, поскольку он работает всего несколько секунд во время одного полетного цикла летательного аппарата при подъеме этого шасси и его опускании в основном для торможения летательного аппарата.

Кроме того, было предложено оборудовать шасси летательного аппарата электрическими двигателями, выполненными с возможностью приведения во вращение колес, установленных на шасси, для обеспечения автономного перемещения летательного аппарата без применения тяги его реактивных двигателей, что позволяет экономить топливо.

Однако это оборудование представляет собой дополнительную массу и к тому же находится на уровне колес, то есть на конце шасси, что увеличивает его инерцию и способствует увеличению так называемых усилий приведения во вращение и упругой деформации, которые действуют на шасси во время приземления.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в создании единого устройства, которое обеспечивает одновременно подъем шасси и приведение во вращение колес и в котором устранены вышеупомянутые недостатки.

Поставленная изобретением задача решена в многофункциональном электромеханическом устройстве для шасси летательного аппарата, содержащем:

- первый вал, установленный на летательном аппарате с возможностью вращения вокруг оси вращения, по существу параллельной оси шарнирного соединения шасси с летательным аппаратом;

- второй телескопический вал, установленный на шасси с возможностью вращения и опускающийся вдоль этого шасси почти до колес, установленных на этом шасси;

- средства трансмиссии для передачи движения вращения от первого вала на второй вал;

- средства трансмиссии для передачи движения вращения от второго вала по меньшей мере на одно колесо, установленное на шасси;

- если колесо не оборудовано тормозом, то средства селективного торможения одного из валов относительно шасси;

- приводные средства, выполненные с возможностью приведения во вращение первого вала.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет осуществлять следующие функции:

- перед посадкой, когда шасси находится в отсеке, один или другой из валов подвергают торможению либо за счет торможения колеса либо за счет использования средств торможения. Торможение одного из валов приводит к возникновению сопротивления вращению первого вала относительно шасси, которое стремится привести во вращение двигатель, когда шасси разблокировано и начинает свое движение опускания в выпущенное положение. Опусканием шасси можно управлять за счет контроля принудительного вращения двигателя, например путем направления энергии в резистор;

- непосредственно перед приземлением, когда шасси находится в выпущенном положении, стабилизированном органом жесткой фиксации, электрический двигатель активирован, что позволяет привести во вращение первый вал, второй вал и в конечном счете соответствующее колесо. Таким образом, колесо вращается перед касанием полосы, за счет чего уменьшаются усилия приведения во вращение и упругого возврата;

- во время торможения вращение колес приводит к вращению валов и, следовательно, электрического двигателя, который работает в режиме генератора. Накапливаемую таким образом энергию можно направлять в устройство накопления электроэнергии или можно направлять в рассеивающее устройство для замедления двигателя и обеспечения торможения колеса;

- при рулении электрический двигатель можно использовать для вращения колеса, чтобы участвовать в перемещении летательного аппарата в аэропорту, не используя его реактивные двигатели;

- после взлета один или другой из валов подвергают торможению, либо используя колесный тормоз, если им оборудовано колесо, либо используя средства торможения. Торможение одного из валов приводит к созданию сопротивления вращению первого вала, когда электрический двигатель стремится привести его во вращение, что за счет реакции создает на шасси момент сил вокруг его шарнирной оси, который стремится поднять шасси в его убранное положение.

Таким образом, устройство в соответствии с настоящим изобретением одновременно служит приводом подъема/опускания, приводом для приведения во вращение колес и приводом перемещения летательного аппарата на земле, а также является вспомогательным средством для торможения или для отбора энергии при торможении. Таким образом, устройство в соответствии с настоящим изобретением находит гораздо лучшее применение, чем классический привод подъема/опускания, и обеспечивает функции, связанные с вращением колеса, за счет наличия простого телескопического вала и передачи движения на колесо, что позволяет отказаться от установки специального двигателя для колеса.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично изображено главное шасси летательного аппарата с показом установки многофункционального устройства согласно частному варианту осуществления изобретения, вид сбоку;

на фиг.2 показано шасси, изображенное на фиг.1, при этом для упрощения чертежа приводные средства не показаны, вид спереди;

на фиг.3 изображен летательный аппарат, с показом использования устройства для приведения во вращение связанного с ним колеса во время полета, вид в перспективе;

на фиг.4 показан летательный аппарат во время торможения после приземления, вид сбоку;

на фиг.5 схематично показан летательный аппарат во время руления при помощи устройства в соответствии с настоящим изобретением, вид сверху;

на фиг.6 показано шасси во время подъема в убранное положение, вид спереди;

на фиг.7 показано вспомогательное шасси, оборудованное устройством в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку.

Осуществление изобретения

Показанное на фиг.1 и 2 устройство в соответствии с настоящим изобретением применяют для известного шасси, содержащего кессон 1, шарнирно соединенный с конструкцией летательного аппарата вдоль шарнирной оси X, в котором установлен подвижный шток 2 с возможностью телескопического перемещения скольжением. Подвижный шток образует часть внутреннего амортизатора и содержит на своем конце колесную ось с установленными на ней в данном случае двумя колесами 3 (для упрощения на фиг.1 показано только одно колесо). Шасси показано в выпущенном положении, в котором оно стабилизировано складывающимся подкосом 4. Сам складывающийся подкос 4 стабилизирован в линейном положении органом 5 блокировки, который автоматически стопорится, когда шасси приходит в выпущенное положение и который оборудован приводом 6 разблокировки для обеспечения разблокировки подкоса и, следовательно, подъема шасси в его убранное положение в отсеке. Все это хорошо известно и указано только в качестве информации.

Прежде всего многофункциональное устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит первый вал 10, установленный с возможностью вращения на конструкции летательного аппарата вокруг оси R вращения, по существу параллельной шарнирной оси X шасси. В данном случае оси X и R совпадают. Однако ось R вращения может находиться отдельно от шарнирной оси X кессона 1. Первый вал 10 связан с первым приводным узлом 11, включающим электрический двигатель 12, оборудованный редуктором 13 и сцеплением 14, позволяющим соединять или отсоединять первый приводной узел 11 от первого вала 10. Первый вал 10 связан со вторым приводным узлом 15, включающим электрический двигатель 16, оборудованный редуктором 17 и сцеплением 18, позволяющим соединять или отсоединять второй приводной узел 15 от первого вала 10.

Первый вал 10 связан с первой трансмиссионной коробкой 19 для соединения во вращении первого вала 10 со вторым телескопическим валом 20, который опускается вдоль шасси от трансмиссионной коробки 19 до второй трансмиссионной коробки 21, неподвижно соединенной с подвижным штоком 2 и находящейся вблизи одного из колес 3, которая связывает во вращении второй телескопический вал 20 с указанным колесом. Для этого колесо оборудовано зубчатым колесом 22, которое взаимодействует с соответствующей шестерней 23, установленной на конце телескопической части второго вала 20.

Второй вал 20 выполнен телескопическим, чтобы компенсировать колебания длины шасси, связанные с опорой летательного аппарата на шасси на земле, которые стремятся сжать шасси и, следовательно, переместить подвижный шток 2 в кессон 1.

Оба приводных узла 11, 15 можно использовать вместе, если возникает необходимость в большой мощности, или последовательно, например поочередно, что приводит по существу к равномерному износу обеих приводных узлов.

Как показано, в частности, на фиг.2, можно установить два вторых вала 20, каждый из которых соединен с одним из колес. В этом случае предпочтительно трансмиссионная коробка 19 содержит дифференциальную передачу.

Описанное устройство позволяет осуществлять несколько функций. Так, непосредственно перед приземлением, когда шасси находится в выпущенном положении, показанном на фиг.3, управляя одним из приводных узлов (поскольку достаточно небольшой мощности), можно заставить вращаться в полете колеса 3, связанные с устройством в соответствии с настоящим изобретением, вращение которых показано жирными стрелками. Вращение колес позволяет уменьшить при приземлении усилия приведения во вращение и упругой деформации, действующие на шасси при приведении во вращение невращающихся колес.

Затем, когда летательный аппарат после приземления начинает торможение, как показано на фиг.4, вращение колес передается через валы 20, 10 на приводные узлы 11, 15, двигатели которых при этом вращаются и работают в режиме генераторов. Это позволяет либо отбирать производимую энергию и накапливать ее в устройствах накопления (батареях, конденсаторах и т.д.) либо рассеивать эту энергию, например, через резистор, чтобы создавать сопротивление вращению, способствующее торможению колеса в дополнение к действию тормоза, который одновременно производит торможение колеса.

После этого, когда летательный аппарат завершит свое торможение, его можно перемещать, вращая приводные узлы 11, 15 двух главных шасси так, чтобы вращать соответствующие колеса, что показано на фиг.5. Разумеется, аналогичное устройство, которым оборудовано второе главное шасси, применяют таким же образом для вращения соответствующих колес на каждом из главных шасси, что позволяет перемещать летательный аппарат по прямой линии. Дифференцированное управление, при котором колеса одного из шасси вращаются быстрее, чем колеса другого шасси, позволяет летательному аппарату производить повороты, в дополнение к приводу направления, действующему на колеса вспомогательного шасси.

Эти различные функции, связанные с вращением соответствующего колеса, можно применять при помощи устройства в соответствии с настоящим изобретением. Однако устройство в соответствии с настоящим изобретением можно также использовать при управлении перемещением шасси между его выпущенным положением и его убранным положением вместо традиционных приводов подъема.

Так, как показано на фиг.6, устройство в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для подъема шасси в его убранное положение. Для этого необходимо разблокировать подкос 4 и нарушить его линейное положение, что позволит поднять шасси. Затем следует произвести торможение колес 3 при помощи тормозов, которыми оборудованы эти колеса. Блокировка колес приводит к блокировке вращения вторых валов 20 и, следовательно, первого вала 10 относительно шасси. Если попытаться вращать (в соответствующем направлении) первый вал 10 при помощи приводных узлов 11, 15, то можно создать на шасси момент сил вокруг шарнирной оси X, который стремится поднять шасси в его убранное положение. Благодаря этому можно поднять шасси в его убранное положение, в котором шасси обычно удерживается крюком, стопорящим шасси в его убранном положении. В варианте можно удерживать шасси в заблокированном положении, блокируя вращение первого вала 10 относительно конструкции летательного аппарата, например, при помощи органа стопорения, по меньшей мере, одного из приводных узлов. Этот вариант позволяет отказаться от крюка удержания шасси в убранном положении.

Для опускания шасси достаточно его разблокировать: либо откинув крюк, либо высвободив первый вал 10 относительно летательного аппарата. Таким образом, шасси может свободно опуститься под действием силы тяжести. В этом случае устройство в соответствии с настоящим изобретением можно использовать либо для торможения слишком быстро опускающегося шасси либо для ускорения его опускания, например, чтобы зафиксировать шасси в его выпущенном положении для обеспечения автоматического стопорения подкоса.

В обоих случаях происходит торможение колес, что приводит к блокировке вращения вторых валов 20 и первого вала 10 относительно шасси. Естественное опускание шасси под действием силы тяжести приводит к вращению первого вала 10 относительно конструкции летательного аппарата и, следовательно, приводит во вращение двигатели приводных узлов. В этом случае достаточно контролировать вращение двигателей для замедления и, следовательно, управления опусканием шасси, чтобы оно не опускалось со слишком большой скоростью в выпущенное положение. Управление вращением двигателями можно производить, просто подключив их к резистору или к любому другому устройству, позволяющему создавать электромагнитный момент, стремящийся противодействовать принудительному вращению двигателя под действием вращения первого вала 10, в результате чего опускание шасси замедляется. В конце хода, наоборот, на двигатели приводных узлов 11, 15 подают питание, чтобы создать на первом валу 10 момент, который стремится зафиксировать шасси в его выпущенном положении.

Таким образом, при помощи одного устройства можно осуществлять несколько функций, таких как управление шасси, отбор энергии при торможении, перемещение летательного аппарата без использования реактивных двигателей. Предпочтительно двигатели устройства используют при приземлении, рулении летательного аппарата на земле и взлете.

Разумеется, изобретение не ограничивается представленным выше описанием и охватывает любой вариант, не выходящий за рамки, определенные формулой изобретения.

В частности, устройство в соответствии с настоящим изобретением можно применять для шасси, колеса которого не оборудованы тормозами, такого как вспомогательное шасси. Для торможения валов относительно шасси, как показано на фиг.7, в этом случае следует установить специальные средства 30 торможения одного из валов (в данном случае второго вала 20), которые могут управляемо позволять вращаться валам и соответствующему колесу или, наоборот, тормозить и даже блокировать вращение этих элементов, что, как и в представленном примере, способствует созданию за счет противодействия момента сил вокруг шарнирной оси шасси при приведении в действие одной или другой из приводных узлов. Следует заметить, что в данном случае первый вал 10 совпадает с шарнирной осью X шасси.

В этом случае можно установить раздельное многофункциональное устройство, содержащее для каждого из колес второй телескопический вал, первый вал и соответствующий узел. Таким образом, каждым колесом можно управлять независимо от другого колеса и сообщать им разные скорости вращения, что позволяет обеспечивать направление движения колес шасси летательного аппарата. В случае необходимости, можно убрать традиционный привод направления, которым оборудовано вспомогательное шасси, и заменить его раздельным устройством в соответствии с настоящим изобретением, которое, как было указано выше, тоже будет участвовать в перемещении летательного аппарата на земле, в его торможении и в управлении перемещением вспомогательного шасси между выпущенным положением и убранным положением.

Кроме того, разумеется, устройство в соответствии с настоящим изобретением можно оборудовать только одним приводным узлом вместо двух показанных, и, в случае необходимости, приводной узел можно оборудовать несколькими двигателями. Можно также предусмотреть коробки передач или вариаторы между приводным узлом или приводными узлами и первым валом для обеспечения модулирования силовой трансмиссии.

Кроме того, приводные средства могут быть электрическими, гидравлическими или любыми другими, если только они могут работать как в режиме генератора, так и приводиться от двигателя.

Наконец, несмотря на то, что представленные устройства связаны с двумя колесами, установленными на штоке шасси, устройство можно связать только с одним из колес. В этом случае устройство будет содержать только один второй телескопический вал.

Изобретение относится к многофункциональному электромеханическому устройству для шасси летательного аппарата. Устройство содержит первый вал (10), установленный на летательном аппарате с возможностью вращения вокруг оси (R), второй телескопический вал (20), установленный на шасси с возможностью вращения и опускающийся вдоль шасси почти до колес, средства (19) трансмиссии для передачи движения вращения от первого вала на второй вал, средства (21) трансмиссии для передачи движения вращения от второго вала на одно колесо. Также устройство содержит средства (30) селективного торможения одного из валов относительно шасси и приводные средства (11, 15), выполненные с возможностью приведения во вращение первого вала. Во время подъема шасси производят разблокировку органа жесткой фиксации шасси, далее блокируют валы устройства относительно шасси, приводя в действие тормоз колеса или средства селективного торможения, затем приводят в действие приводные средства для обеспечения вращения первого вала. Во время опускания шасси блокируют валы устройства относительно шасси, приводя в действие тормоз колеса или средства селективного торможения, затем осуществляют управление принудительным вращением двигателя, вызванным опусканием шасси, для регулирования опускания шасси. Достигается совмещение в устройстве шасси функций привода подъема/опускания, привода приведения во вращение колес, привода перемещения ЛА по земле, а также вспомогательного средства торможения и отбора энергии при торможении. 3 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Многофункциональное электромеханическое устройство для шасси летательного аппарата, по меньшей мере, содержащее:
- первый вал (10), установленный на летательном аппарате с возможностью вращения вокруг оси (R) вращения, по существу параллельной оси (X) шарнирного соединения шасси с летательным аппаратом;
- второй телескопический вал (20), установленный на шасси с возможностью вращения и опускающийся вдоль этого шасси почти до колес, установленных на этом шасси;
- средства (19) трансмиссии для передачи движения вращения от первого вала на второй вал;
- средства (21) трансмиссии для передачи движения вращения от второго вала, по меньшей мере, на одно колесо, установленное на шасси;
- средства (30) селективного торможения одного из валов относительно шасси, если колесо не оборудовано тормозом;
- приводные средства (11, 15), выполненные с возможностью приведения во вращение первого вала.

2. Способ подъема шасси летательного аппарата, оборудованного устройством по п.1, из выпущенного положения в убранное положение, содержащий следующие этапы, на которых:
- производят разблокировку органа жесткой фиксации шасси;
- блокируют валы устройства относительно шасси, приводя в действие тормоз колеса или средства селективного торможения;
- приводят в действие приводные средства для обеспечения вращения первого вала относительно конструкции летательного аппарата.

3. Способ опускания шасси летательного аппарата, оборудованного устройством по п.1, из убранного положения в выпущенное положение, содержащий следующие этапы, на которых:
- освобождают шасси для обеспечения его опускания;
- блокируют валы устройства относительно шасси, приводя в действие тормоз колеса или средства селективного торможения;
- управляют принудительным вращением двигателя, вызванным опусканием шасси, для регулирования опускания шасси.