УБИРАЮЩАЯСЯ ОПОРА ШАССИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2015 года по МПК B64C25/10 B64C25/58 

Изобретение относится к взлетно-посадочным устройствам летательных аппаратов, в частности к конструктивным особенностям убирающихся опор шасси.

Из уровня техники известна убирающаяся опора шасси летательного аппарата (далее - ЛА), содержащая рычаг с колесом, шарнирно закрепленный на фюзеляже, гидроцилиндр уборки-выпуска с цанговыми замками выпущенного и убранного положения, полости которого связаны с гидросистемой летательного аппарата посредством гидрозамков, и выносной газогидравлический амортизатор, корпус которого шарнирно связан с рычагом. В корпусе амортизатора подвижно установлен один конец штока. Другой конец штока с поршнем установлен в корпусе гидроцилиндра. Полость штока заполнена газом и выполняет функцию газовой камеры амортизатора. Гидроцилиндр снабжен плунжером, один конец которого жестко закреплен в корпусе, а другой, свободный конец, посредством уплотнений установлен в полости штока с возможностью перемещения и изменения объема газовой камеры амортизатора (патент РФ №2183179, МПК B64C 25/10, B64C 25/58, опубл. 10.06.2002).

В известной конструкции для уборки-выпуска шасси используется двухсторонний гидроцилиндр, включающий корпус, шток с поршнем, образующим две гидравлические камеры, связанные с гидросистемой ЛА через гидрозамки и плунжер. Кроме того, шток гидроцилиндра является штоком амортизатора, поэтому на него действуют значительные нагрузки при работе амортизатора, что вызывает необходимость установки в гидроцилиндре цанговых замков, предотвращающих перемещение штока относительно корпуса гидроцилиндра во время посадки и пробега по ВПП летательного аппарата. Это ведет к увеличению веса и габаритов опоры шасси.

Известна также убирающаяся опора шасси ЛА, содержащая рычаг с колесом, шарнирно закрепленный на фюзеляже, выносной газогидравлический амортизатор с цилиндром уборки-выпуска, шток которого выполнен ступенчатым, а гидроцилиндр имеет гидрозамок (патент РФ №2245823, МПК B64C 25/22 от 07.04.2003, опубл. 10.02.2005). В известной конструкции отсутствует упор штока при максимальном обжатии амортизатора, что дает возможность обжать амортизатор при грубой посадке больше, чем на рассчитанный ход амортизации. Для обжатия амортизатора на ход уборки посредством гидросистемы ЛА потребуются значительные усилия, вызванные нелинейным возрастанием усилия на амортизаторе от его хода, и как следствие разделительный поршень и подъемник будут иметь значительные габариты и массу.

Данное техническое решение и принято в качестве прототипа для заявленного изобретения.

В основу настоящего изобретения поставлена задача - создание комбинированного агрегата, обеспечивающего уборку-выпуск опоры от гидросистемы летательного аппарата, амортизацию посадочных нагрузок в выпущенном положении независимо от гидросистемы ЛА.

Задача, положенная в основу настоящего изобретения, решается тем, что в убирающейся опоре шасси летательного аппарата, содержащей рычаг с колесом, шарнирно закрепленный на фюзеляже, гидроцилиндр уборки-выпуска с замками выпущенного и убранного положения, полости которого связаны с гидросистемой летательного аппарата, и газогидравлический амортизатор, один конец которого шарнирно соединен с рычагом, а другой - с фюзеляжем, гидроцилиндр и амортизатор выполнены сочлененными, штоки гидроцилиндра и амортизатора установлены коаксиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга и образования полостей, в одной из которых расположена газовая камера, а в другой - жидкостная камера, при этом гидроцилиндр снабжен накопительной полостью с разделительным поршнем и механическим замком, элементы которого выполнены с возможностью фиксации разделительного поршня в выпущенном положении и контакта с замком убранного положения.

Кроме того, разделительный поршень выполнен с возможностью образования двух гидравлических камер, одна из которых связана с гидросистемой летательного аппарата, а другая является гидравлической камерой амортизатора.

Кроме того, замок убранного положения выполнен в виде сухарных элементов.

Кроме того, механический замок состоит из кольца и поршня, на внешней поверхности которого размещены связанные резьбовым соединением подпружиненные язык и упор.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей опоры шасси летательного аппарата, а именно данная опора шасси требует минимально возможного количества узлов подсоединения к ЛА за счет того, что амортизация и уборка-выпуск выполняются комбинированным агрегатом - амортизатором-подъемником, при этом внутренняя компоновка последнего позволяет разместить опоры шасси в минимально возможном габарите при снижении веса последней.

Выполнение гидроцилиндра и амортизатора сочлененными и установка штоков гидроцилиндра и амортизатора коаксиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга, а также снабжение гидроцилиндра накопительной полостью с разделительным поршнем и дополнительным замком позволяют обеспечить эти перемещения как при амортизации так и при уборке-выпуске опоры, благодаря чему продольный габарит предлагаемой конструкции значительно меньше.

Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста в области посадочных устройств летательных аппаратов, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления убирающейся опоры шасси ЛА, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения предлагаемой убирающейся опоры шасси ЛА, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия изобретения, определенные прилагаемой формулой.

Представленный вариант исполнения изобретения описывается далее на основе представленных чертежей, где:

- на фиг.1 приведена схема убирающейся опоры шасси ЛА;

- на фиг.2 изображен общий вид амортизатора-подъемника в необжатом состоянии;

- на фиг.3 изображен общий вид амортизатора-подъемника, обжатого на полный ход амортизации;

- на фиг.4 изображен общий вид амортизатора-подъемника в убранном положении;

- на фиг.5 показано открытие замка убранного положения.

В графических материалах соответствующие конструктивные элементы убирающейся опоры шасси ЛА обозначены следующими позициями:

1 - колесо;

2 - рычаг;

3 - амортизатор-подъемник;

4 - шток;

5 - цилиндр;

6 - неподвижная букса;

7 - подвижная (плавающая) букса;

8 - сухари;

9 - разделительный поршень;

10 - поршень замка;

11 - язык;

12 - пружинное кольцо;

13 - упор;

14 - поршень;

15 - пружина;

16 - шток;

17 - накопительная камера;

18 - газовая (азотная) камера;

19 - жидкостная камера;

20 - жидкостная камера;

21 - жидкостная камера;

22 - зарядный штуцер;

23 - заливная пробка;

24 - штуцер выпуска;

25 - штуцер;

26 - штуцер замка.

Убирающаяся опора шасси летательного аппарата содержит рычаг 2 с колесом 1, шарнирно закрепленный на фюзеляже, гидроцилиндр уборки-выпуска с замками выпущенного и убранного положения, полости которого связаны с гидросистемой летательного аппарата, и газогидравлический амортизатор (амортизатор-подъемник) 3, один конец которого шарнирно соединен с рычагом 2, а другой - с фюзеляжем. Предлагаемая конструкция агрегата является комбинированной и выполняет функции как амортизатора, так и подъемника за счет сочленения гидроцилиндра и амортизатора и установки штоков коаксиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга и образования полостей, в одной из которых расположена газовая камера 18, а в другой - жидкостная камера, при этом гидроцилиндр снабжен накопительной полостью - камерой 17 с разделительным поршнем 9 и механическим замком, элементы которого выполнены с возможностью фиксации разделительного поршня в выпущенном положении и контакта с замком убранного положения (сухарями 8). Газовая (азотная) камера 18 образована внутренними поверхностями упора 13 и поршня 14, зарядка камеры 18 производится через зарядный штуцер 22. Жидкостная камера 19 образована внутренними поверхностями цилиндра 5, разделительным поршнем 9 и плавающей буксой 7, заливка камеры 19 производится через заливную пробку 23. Камера 20 соединена с гидросистемой ЛА через штуцер уборки 25, образована внутренними поверхностями цилиндра 5, плавающей буксой 7 и буксой 6. Камера 21 соединена с гидросистемой ЛА через штуцер замка 26, образована внутренними поверхностями цилиндра и поршня 10 механического замка.

В связи с этим его работа возможна в двух режимах: амортизатора и подъемника, при этом в каждом режиме работы задействованы элементы шток 4, цилиндр 5, букса 6, поршень 14, шток 16 или такие элементы, как букса 7, сухари 8, язык 11, пружина 15, упор 13, кольцо 12, разделительный поршень 9, поршень 10 механического замка.

Амортизатор-подъемник 3 состоит из штока 4, установленного в цилиндре 5 при помощи неподвижной буксы 6 и буксы, расположенной на штоке, и штока 16, внутри которого перемещается поршень 14, отделяющий газовую камеру 18 от жидкостной камеры 19. Удержание штока в убранном положении выполняется за счет сухарей 8 и деталей механического замка: языка 11, пружины 15, упора 13, пружинного кольца 12 и поршня 10, при этом язык 11 и упор 13 связаны резьбовым соединением и подпружинены пружиной 15. Изменение внутреннего объема амортизатора-подъемника 3 при уборке опоры происходит за счет перемещение разделительного поршня 9. При работе амортизатора-подъемника 3 в режиме амортизатора разделительный поршень 9 стоит на замке, основу которого составляет кольцо 12.

Убирающаяся опора шасси летательного аппарата работает следующим образом.

Работа агрегата в режиме амортизатора

В данном режиме разделительный поршень 9 находится в крайнем положении и зафиксирован пружинным кольцом 12, которое заперто языком 11 (который конструктивно выполнен в виде втулки с фаской и предназначен для фиксации замка при отсутствии давления в гидросистеме) под действием пружины 15. Пружинное кольцо 12 выполнено с разрезом и при отсутствии на него внешних нагрузок сжимается до положения, когда его внешний диаметр меньше ответного внутреннего диаметра разделительного поршня 9. Язык 11, находясь под действием пружины 15, всегда стремится разжать пружинное кольцо 12, однако этому препятствует разделительный поршень 9. Как только канавка, выполненная на внутренней поверхности разделительного поршня 9, совпадет с пружинным кольцом 12, последнее под действием пружины 15 разжимается и фиксируется языком 11. При движении штока подвижная букса 7 будет прижата к неподвижной буксе 6 давлением в амортизаторе. При поглощении работы амортизатором происходит перемещение штока 4 внутри цилиндра 5 и поршня 14 внутри штока 16, который конструктивно выполнен в виде трубы, по внутренней поверхности которой перемещается поршень 14, вызывая обжатие газовой камеры 18. При обжатии амортизатора на полный ход шток 4 становится на упор, который конструктивно является юбкой разделительного поршня 9.

Работа агрегата в режиме подъемника

При уборке опоры шасси в гондолу ЛА давление гидросистемы подается в камеру 21 через штуцер замка 26, происходит перемещение поршня 10 механического замка (конструктивно поршень 10 выполнен в виде тела вращения, с одной стороны содержащего юбку с уплотнениями, а с другой - резьбу) и языка 11 (конструктивно поршень 10 и язык 11 соединяются посредством резьбы и при воздействии давления на поршень 10 замка происходит перемещение обоих элементов, как одного целого), при этом обжимается пружина 15, разблокируется и сжимается пружинное кольцо 12. Под действием избыточного внутреннего давления в амортизаторе разделительный поршень 9 начинает перемещаться в сторону увеличения полости амортизатора, вытесняя с камеры 17 жидкость в гидросистему ЛА, которая после открытия замка поршня при помощи электрогидравлического распределителя камера 17 через штуцер выпуска 24 соединяется со сливной магистралью гидросистемы. В камеру 20 через штуцер уборки подается давление от гидросистемы, плавающая букса 7 под действием давления в камере 20 начнет перемещаться в сторону обжатия амортизатора вместе со штоком 4 до положения, пока сухари 8 не провалятся в канавку замка убранного положения и не произойдет закрытие замка убранного положения в следующей последовательности: сухари 8, находящиеся на штоке 4, который перемешается под действием давления в камере 20, в конце хода штока упрутся в язык 11, обжимая пружину 15 до положения пока сухари 8 не провалятся в канавку замка, выполненную на цилиндре 5, после чего язык 11 под действием пружины 15 переместится под сухари 8 и произойдет закрытие замка.

Предлагаемая компоновка убирающейся опоры и амортизатора-подъемника шасси позволяет уменьшить габарит и массу опоры за счет того, что внутренние элементы амортизатора-подъемника, такие как шток 4 и цилиндр амортизатора 5, участвуют как при работе амортизации так и при уборке-выпуске опоры. Изменение хода на уборку и при работе амортизации (ход штока при уборке опоры превышает ход штока амортизатора-подъемника при работе амортизации) в амортизаторе-подъемнике происходит за счет перемещения разделительного поршня 9 и изменения внутренних объемов камер амортизатора, вследствие чего значительно сокращается продольный габарит амортизатора-подъемника.

Образец предлагаемой убирающейся опоры шасси ЛА был разработан на основе детальных экспериментальных исследований параметров конструкции и процесса ее работы.

Изготовление предлагаемой убирающейся опоры шасси ЛА не требует разработки нового оборудования и переоснащения существующих производств, а используемые средства широко применяются в авиационной промышленности, что подтверждает возможность практической реализации и достижения технического результата.

Изобретение относится к взлетно-посадочным устройствам летательных аппаратов (ЛА) и касается конструкций убирающихся шасси. Убирающаяся опора шасси ЛА содержит рычаг с колесом, шарнирно закрепленный на фюзеляже, гидроцилиндр уборки-выпуска с замками выпущенного и убранного положения, полости которого связаны с гидросистемой ЛА, и газогидравлический амортизатор, один конец которого шарнирно соединен с рычагом, а другой - с фюзеляжем. Гидроцилиндр и амортизатор выполнены сочлененными. Штоки гидроцилиндра и амортизатора установлены коаксиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга и образования полостей, в одной из которых расположена газовая камера, а в другой - жидкостная камера. Гидроцилиндр снабжен накопительной полостью с разделительным поршнем и механическим замком, элементы которого выполнены с возможностью фиксации разделительного поршня в выпущенном положении и контакта с замком убранного положения. Достигается сокращение количества узлов подсоединения к ЛА за счет выполнения комбинированного агрегата - амортизатора-подъемника, сокращение габаритов и веса конструкции. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Убирающаяся опора шасси летательного аппарата, содержащая рычаг с колесом, шарнирно закрепленный на фюзеляже, гидроцилиндр уборки-выпуска с замками выпущенного и убранного положения, полости которого связаны с гидросистемой летательного аппарата, и газогидравлический амортизатор, один конец которого шарнирно соединен с рычагом, а другой - с фюзеляжем, отличающаяся тем, что гидроцилиндр и амортизатор выполнены сочлененными, штоки гидроцилиндра и амортизатора установлены коаксиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно друг друга и образования полостей, в одной из которых расположена газовая камера, а в другой - жидкостная камера, при этом гидроцилиндр снабжен накопительной полостью с разделительным поршнем и механическим замком, элементы которого выполнены с возможностью фиксации разделительного поршня в выпущенном положении и контакта с замком убранного положения.

2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что разделительный поршень выполнен с возможностью образования двух гидравлических камер, одна из которых связана с гидросистемой летательного аппарата, а другая является гидравлической камерой амортизатора.

3. Опора по п.1, отличающаяся тем, что замок убранного положения выполнен в виде сухарных элементов.

4. Опора по п.1, отличающаяся тем, что механический замок состоит из кольца и поршня, на внешней поверхности которого размещены связанные резьбовым соединением подпружиненные язык и упор.