УБИРАЮЩЕЕСЯ ПОСАДОЧНОЕ ШАССИ ВЕРТОЛЕТА Российский патент 2015 года по МПК B64C27/04 B64C25/52 B64C25/14 

Настоящее изобретение относится к убирающемуся посадочному шасси вертолета.

Известно, что вертолеты содержат переднее посадочное шасси и два задних посадочных шасси, прикрепленных к каждой стороне фюзеляжа. Каждое содержит колесо и служит для ослабления энергии снижения вертолета при посадке.

Посадочные шасси могут быть неподвижно закрепленными или убирающимися. В полете убирающиеся посадочные шасси приводят в сложенное или втянутое положение, в котором колеса размещаются внутри корпусов, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление и расход топлива вертолета, и перемещаются посредством гидравлических приводов между сложенным положением и опущенным или развернутым положением для посадки или взлета.

При посадке на "мягкий" грунт, такой как снег или песок, необходимо не допустить зарывания колес в грунт, чтобы поддерживать пространственное положение вертолета при посадке и обеспечить надежную опору на грунт и легкий взлет. То же самое по существу также относится к посадке на неровный грунт.

Это обычно осуществляется посредством стремления разгрузить вес и силу снижения вертолета на грунт по более широкой опорной площади, чем площадь, которую обеспечивают одноколесные посадочные шасси. Одно известное решение заключается в том, чтобы использовать посадочные шасси с двумя колесами относительно большого диаметра, однако недостатком данного решения является то, что дополнительное колесо на посадочном шасси значительно увеличивает вес вертолета.

В отличие от двойных колес, другое известное решение заключается в том, чтобы заменить колеса заднего посадочного шасси полозьями, прикрепленными стальными тросами. Однако относительно большая площадь нижней поверхности известных полозьев препятствует втягиванию посадочных шасси, в результате чего полозья увеличивают аэродинамическое сопротивление и, соответственно, расход топлива, особенно при полетах на большие расстояния.

Задачей настоящего изобретения является создание убирающегося посадочного шасси вертолета, выполненного с возможностью обеспечения простого недорогого решения упомянутых проблем, и которое, в частности, приспособлено к различным типам рельефа и условий посадки, и может быть создано посредством выполнения только незначительных, недорогих изменений в существующих одноколесных посадочных шасси.

В соответствии с настоящим изобретением, создано убирающееся посадочное шасси вертолета, раскрытое в п.1 формулы изобретения.

Предпочтительный неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид сбоку предпочтительного варианта осуществления убирающегося посадочного шасси вертолета в соответствии с настоящим изобретением и находящегося в опущенном или развернутом положении;

Фиг.2 - увеличенный вид в перспективе посадочного шасси, показанного на фиг.1;

Фиг.3 - увеличенный вид сбоку посадочного шасси, показанного на фиг.1;

Фиг.4 - разрез, выполненный по линии IV-IV с фиг.3;

Фиг.5 - увеличенный детальный разрез посадочного шасси, выполненный по линии V-V - с фиг.4;

Фиг.6 - вид снизу посадочного шасси в соответствии с настоящим изобретением во втянутом или сложенном положении; и

Фиг.7 - увеличенный разрез, выполненный по линии VII-VII с фиг.6.

На фиг.1 ссылочной позицией 1 обозначен вертолет, содержащий: переднее посадочное шасси 2, которое может быть убрано в отделение внутри фюзеляжа 3 вертолета 1; и два задних посадочных шасси 4, установленные на соответствующих опорных и размещающих конструкциях 5, прикрепленных к каждой стороне фюзеляжа 3 и симметричных относительно направления 6 продольного перемещения вертолета 1.

Каждое посадочное шасси 4 содержит одно колесо 8 с осью вращения 9; и подвесную конструкцию 10 для прикрепления колеса 8 к конструкции 5, и которая выполнена с возможностью перемещения относительно конструкции 5, чтобы перемещать посадочное шасси 4 в развернутое или опущенное положение (фиг.3) и сложенное или втянутое положение (фиг.6).

В развернутом положении колесо 8 опущено для посадки и взлета, при этом ось 9 расположена горизонтально и перпендикулярно направлению 6. В сложенном положении колесо 8 и конструкция 10 втянуты и сложены в корпусе 12 конструкции 5, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление вертолета 1, когда он перемещается вперед. Более конкретно, конструкция 5 соединена с конструкцией 10, с возможностью вращения вокруг оси 13, по существу параллельной направлению 6, под управлением приводного устройства, образованного посредством гидравлического цилиндра 14. В описанном примере давление в камерах гидравлического цилиндра 14 надежно удерживает посадочное шасси 4 в развернутом или сложенном положении.

Конструкция 10 известна и содержит: раму 15, шарнирно прикрепленную к конструкции 5 с возможностью поворота вокруг оси 13; и рычаг 16, который содержит один конец 17, шарнирно прикрепленный к участку 20 рамы 15 с возможностью поворота вокруг оси 21, параллельной оси 9, и проходит вниз и назад относительно участка 20, когда посадочное шасси 4 находится в развернутом положении. Между рычагом 16 и рамой 15 расположены, по меньшей мере, одна пружина и, возможно, амортизатор, чтобы удерживать рычаг 16 в исходном угловом положении относительно рамы 15 и смягчать удар, когда колесо 8 контактирует с грунтом при посадке.

Как показано на фиг.2 и 4, на противоположном конце рычаг 16 заканчивается участком 24 с небольшим отверстием, который является коаксиальным с колесом 8 и расположен около него, и поддерживает колесо 8 с возможностью выступания посредством полой оси 26. Полая ось 26 содержит два противоположных осевых участка 27 и 28: участок 27 закреплен внутри участка 24; а участок 28 выступает из участка 24 и совмещен с возможностью поворота со ступицей колеса 8.

Посадочное шасси 4 содержит известный тормозной узел 30 (не показанный подробно), прикрепленный к фланцу 31 участка 24 винтами 32, которые проходят параллельно оси 9, через фланец 31 и вкручены в отверстия, образованные посредством соответствующих трубчатых участков 34. Участки 34 вытянуты параллельно оси 9, находятся аксиально около фланца 31, на наружной поверхности от колеса 8, и образуют часть двух элементов 35 и 36, разнесенных под углом, образуя пространство для рычага 16.

Посадочное шасси 4 также содержит полоз 40, который расположен между осью 9 и периферией колеса 8, находится диаметрально напротив конструкции 10 и совмещен с конструкцией 10 и, таким образом, способен перемещаться с колесом 8 между развернутым и сложенным положениями.

Полоз 40 соединен с участком 24 рычага 16 посредством соединительного устройства 42, содержащего торсионный валик 43, который проходит внутри полой оси 26 и содержит два промежуточных участка 44, 45, соединенных с соответствующими осевыми концами полой оси 26 посредством размещения между ними втулок 46, 47, которые удерживают торсионный валик 43 коаксиальным с внутренней поверхностью полой оси 26 и, таким образом, по существу центрированным относительно оси 9. Торсионный валик 43 содержит один конец 48, зафиксированный относительно участка 24 рычага 16. Более конкретно, конец 48 расположен за пределами полой оси 26 и содержит радиальный выступ 49, аксиально обращенный к втулке 47 и прикрепленный к элементу 35 винтами 50, вкрученными в отверстия, образованные посредством участков 34.

Устройство 42 также содержит две боковые пластины 51, 52, расположенные на противоположных осевых сторонах колеса 8 и прикрепленные к полозу 40. Пластины 51, 52 содержат соответственные ребра 53, 54, расположенные на верхней поверхности 55 полоза 49; и соответственные боковины 56, 57, выступающие соответственно из ребер 53, 54 поперек оси 9.

Боковина 56 содержит соединительный участок 59, прикрепленный к концу 60 валика 43, противоположному концу 48. Более конкретно, конец 60 содержит: участок 61, с которым совмещен соединительный участок 59 посредством шлицевого соединения; и цилиндрический кончик 62 с резьбой, на который навинчена гайка 63.

Соединительный участок 59 закреплен в осевом направлении между гайкой 63 и фланцем 64, который образует часть втулки 65, также содержащей цилиндрический участок 66, расположенный радиально между участком 44 и втулкой 46. Учитывая способность валика 43 вращаться, конец 48 остается закрепленным, а конец 60 вращается посредством полоза 40 вокруг оси 9, если полоз 40 наклоняется, когда он останавливается на грунте при посадке вертолета 1.

Более конкретно, конец 60 способен вращаться в противоположных направлениях относительно исходного положения, соответствующего положению, в котором валик 43 не согнут. Гибкость валика 43 стремится возвратить полоз 40 и пластины 51, 52 в исходное положение.

Валик 43 также образован посредством полой оси и содержит в себе коаксиальный стержень 68, который действует как шарнир между концевым участком 72 боковины 57 и валиком 43. Более конкретно, на одном конце стержень 68 содержит участок 69, который совмещен с цилиндрической внутренней поверхностью валика 43 посредством втулки 70, выступает из валика 43 через участок 72 и заканчивается наружной головкой 73, находящейся аксиально на участке 72. На противоположном конце стержень 68 содержит участок 74 с резьбой, выступающий из валика 43; и гайка 75 навинчена на участок 74 и затянута аксиально относительно кончика 62, чтобы удерживать стержень 68 в неподвижном положении относительно конца 60.

Втулки 65 и 70 выполнены из антифрикционного материала, например нейлона, и действуют как подшипники для участка 44 валика 43 и участка 69 стержня 68, соответственно, когда конец 60 вращается относительно конца 48.

Ограничительное устройство 76 определяет максимальные углы наклона полоза 40 относительно исходного положения и содержит выступ 77, зафиксированный относительно рычага 16; и два ограничительных фланца, зафиксированных относительно полоза 40. Более конкретно, ограничительные фланцы выполнены посредством концов канавки 80, которая образована на внутренней поверхности боковины 57, имеет форму дуги с центром, совпадающим с осью 9, и соединена с возможностью перемещения с выступом 77, который представляет собой стержень, параллельный оси 9 и образующий часть элемента 36. И наоборот, концевые фланцы могут быть зафиксированы относительно рычага 16, а выступ выполнен с возможностью перемещения вместе с полозом 40.

Как показано на фиг.4 и 5, установочная пружина 81 работает во взаимодействии с вращением валика 43, чтобы возвращать полоз 40 и пластины 51, 52 в исходное положение относительно рычага 16. Пружина 81 представляет собой резервную систему, которая вступает в действие в случае выхода из строя валика 43, и является торсионной пружиной, образованной посредством проволоки, содержащей промежуточный участок 83, обмотанный вокруг цилиндрической опоры 84, прикрепленной к боковине 57 и имеющей ось, параллельную оси 9. Проволока пружины 81 также содержит два конца 85, выступающие наружу из участка 83 и расположенные на противоположных сторонах выступа 77. Когда полоз 40 находится в исходном положении, выступ 77 и опора 84 совмещены с установочным элементом 86, зафиксированным относительно опоры 84. Когда полоз 40 наклоняется относительно рычага 16 из исходного положения, концы 85 остаются расположенными один около установочного элемента 86, а другой около выступа 77, и упругость пружины 81 стремится снова выровнять выступ 77 с установочным элементом 86, и таким образом возвратить полоз 40 в исходное положение.

Если смотреть сверху, полоз 40 содержит участок 89, который прикреплен к пластинам 51, 52 и выполнен С-образным с возможностью образования края отверстия 90, вытянутого по касательной к оси 9 и совмещенного с колесом 8. Полоз 40 также содержит периферийный участок 91, расположенный впереди и на одной стороне участка 89 и соединенный с участком 89 непрочным участком 92, который автоматически разрывается, отсоединяя участок 91 от участка 89 в случае сильного давления (например, вызванного очень неровным рельефом) на нижнюю поверхность 93 полоза 40 при посадке. Другими словами, участок 92 действует как устройство, ограничивающее нагрузку, предохраняя остальную часть посадочного шасси от повреждения под действием чрезмерной силы на поверхность 93, и, предпочтительно, является ослабленным прорезью в поверхности 93.

Как показано на фиг.6, предохранительное приспособление 94 прикреплено позади колеса 8, к обеим сторонам участка 89 и/или к пластинам 51, 52 и содержит задний выступ 95, который выступает по существу радиально, с возможностью вхождения в контакт с удерживающим устройством 96, зафиксированным относительно конструкции 5, когда посадочное шасси 4 находится в сложенном положении. Как показано на фиг.7, устройство 96 содержит две опорные поверхности 97, 98, которые образуют гнездо 99, занимаемое и освобождаемое выступом 95, когда посадочное шасси 4 вращается вокруг оси 13, и которое так или иначе предотвращает вращение выступа 95 вокруг оси 9, чтобы предохранить полоз 40 от вибрации, когда вертолет 1 находится в полете. Как вариант, поверхности 97, 98 могут быть расположены по-другому, например, с возможностью непосредственно удерживать край полоза 40.

Когда посадочное шасси 4 находится в сложенном положении, более половины полоза 40 размещается внутри корпуса 12, при этом остальная часть, включая пластину 51, остается за пределами конструкции 5. Когда посадочное шасси 4 приведено в развернутое положение, вертолет 1 может безопасно приземляться на "мягкий" или неровный грунт, благодаря взаимодействию полоза 40 с колесом 8 с возможностью распределения веса и силы снижения вертолета 1 по грунту при посадке и образования в целом относительно большой опорной площади. Полоз 40 функционирует не менее эффективно, чем дополнительное колесо 8 двухколесного посадочного шасси, хотя имеет значительно меньший вес.

С учетом того, что колесо 8 и полоз 40 взаимодействуют синергетически, распределяя вес и силу снижения вертолета 1 по грунту, полоз 40 не обязан быть очень большим, поэтому, по меньшей мере, половина его может быть размещена в корпусе 12.

Учитывая расчетные характеристики, описанные выше, полоз 40 и устройство 42 можно относительно просто ввести в существующие посадочные шасси без нанесения ущерба убирающей способности. В частности, устройство 42 является относительно компактным и не влияет на характеристики или положение конструкции 10, тормозного узла 30 или колеса 8. Фактически модернизация существующего посадочного шасси с использованием полоза 40 по существу предусматривает: выполнение незначительных изменений в схеме маслопроводов в корпусе 12; использование элементов 35, 36 вместо гаек, обычно используемых для прикрепления винтов 32 к фланцу 31; установку валика 43 внутри полой оси 26; и добавление устройства 96 внутри конструкции 5.

Очевидно, в посадочном шасси 4, описанном и проиллюстрированном в данном документе, могут быть выполнены изменения, но без отхода от объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

В частности, участок 89 может быть круглым и/или предохранительное приспособление 94 можно не использовать; вместо сочетания пружины 81 и крутильной гибкости валика 43, может быть выполнена одна единая упругая установочная система для приведения полоза 40 в исходное угловое положение вокруг оси 9; и/или система, шарнирно прикрепляющая полоз 40 к участку 24, может отличаться от системы, описанной в качестве примера.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям шасси вертолетов. Убирающееся посадочное шасси (4) вертолета содержит подвесную конструкцию (10), одно колесо (8), прикрепленное к подвесной конструкции (10) с возможностью вращения вокруг своей собственной оси вращения (9), приводные средства для перемещения подвесной конструкции (10) и колеса (8) между втянутым положением, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление вертолета (1), и опущенным положением для посадки и взлета вертолета (1), полоз (40), расположенный между осью вращения (9) и периферией колеса (8) и находящийся диаметрально напротив подвесной конструкции (10) относительно оси вращения (9). Соединительное средство (42) содержит соединительные шарнирные средства (43, 68), соединяющие полоз (40) с подвесной конструкцией (10) с возможностью поворота вокруг оси вращения (9) и упругие установочные средства (43, 81) для поддержания полоза (40) в исходном угловом положении. Упругие установочные средства содержат торсионный валик (43), проходящий вдоль оси вращения (9). Достигается возможность создания шасси вертолета, приспособленного к различным типам рельефа и условиям посадки. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Убирающееся посадочное шасси (4) вертолета, содержащее: подвесную конструкцию (10);
одно колесо (8), прикрепленное к подвесной конструкции (10) с возможностью вращения вокруг своей собственной оси вращения (9);
приводные средства для перемещения подвесной конструкции (10) и колеса (8) между втянутым положением, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление вертолета (1), и опущенным положением для посадки и взлета вертолета (1);
полоз (40), расположенный между осью вращения (9) и периферией колеса (8) и находящийся диаметрально напротив подвесной конструкции (10) относительно оси вращения (9);
соединительное средство (42), в свою очередь содержащее соединительные шарнирные средства (43, 68), соединяющие полоз (40) с подвесной конструкцией (10) с возможностью поворота вокруг оси вращения (9); и
упругие установочные средства (43, 81) для поддержания полоза (40) в исходном угловом положении;
отличающееся тем, что упругие установочные средства содержат торсионный валик (43), проходящий вдоль оси вращения (9).

2. Посадочное шасси по п. 1, отличающееся тем, что подвесная конструкция содержит соединительный участок (24), расположенный коаксиально с и около колеса (8); причем как колесо (8), так и полоз (40) поддерживаются посредством соединительного участка (24).

3. Посадочное шасси по п. 2, отличающееся тем, что торсионный
валик (43) проходит внутри полой оси (26), с которой смонтировано колесо, и содержит первый и второй концы (60, 48), расположенные за пределами полой оси (26) и прикрепленные соответственно к полозу (40) и к соединительному участку (24) подвесной конструкции (10).

4. Посадочное шасси по п. 3, отличающееся тем, что соединительное средство (42) содержит первую и вторую боковины, расположенные на противоположных осевых сторонах колеса (8); причем первая боковина прикреплена к первому концу (60) торсионного валика (43); а вторая боковина шарнирно прикреплена с возможностью вращения вокруг оси вращения (9).

5. Посадочное шасси по п. 3 или 4, отличающееся тем, что второй конец (48) прикреплен к первому элементу (35), содержащему отверстия с резьбой, в которые вкручены винты (32), соединяющие тормозной узел (30) с соединительным участком (24).

6. Посадочное шасси по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит ограничительное средство, определяющее максимальный угол колебания полоза (40) относительно исходного углового положения; причем ограничительное средство содержит:
выступ (77), параллельный оси вращения (9) и зафиксированный относительно любого одного из подвесной конструкции (10) и полоза (40); и
два ограничительных фланца, зафиксированных относительно другого из подвесной конструкции (10) и полоза (40).

7. Посадочное шасси по п. 6, отличающееся тем, что ограничительные фланцы образованы посредством соответствующих концов канавки (80), соединенной с возможностью перемещения с выступом (77).

8. Посадочное шасси по п. 7, отличающееся тем, что канавка (80) образована на пластине (51), прикрепленной к полозу (40) и расположенной около колеса (8); причем выступ (77) совмещен в фиксированном положении с соединительным участком (24) подвесной конструкции (10).

9. Посадочное шасси по п. 8, отличающееся тем, что выступ (77) образует часть второго элемента (36), содержащего отверстия с резьбой, в которые вкручены винты (32), соединяющие тормозной узел (30) с соединительным участком (24).

10. Посадочное шасси по любому из пп. 6-9, отличающееся тем, что упругое установочное средство содержит пружину (81), которая действует на выступ (77) с возможностью удерживания полоза (40) в исходном угловом положении.