ВЗЛЁТНО-ПОСАДОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2022 года по МПК B64C25/06 B64C27/04 

Изобретение относится к области авиации, в частности к взлетно-посадочным устройствам летательных аппаратов, в том числе вертолетов, и может быть использовано для улучшения летно-технических характеристик последних.

Известна конструкция шасси вертолета (патент RU 32463 U1, В64С 27/04, публ. 20.09.2003 г.), в которой трехстоечное неубирающееся шасси содержит симметрично расположенные по обеим сторонам фюзеляжа две главные стойки пирамидального типа с подкосами и полуосями, причем на последних установлены колеса, в которых расположены тормозные устройства. К ним подведены трубопроводы сжатого воздуха, закрепленные хомутами на подкосах, систему заземления, включающую штыри заземления, токопроводящие пластины которых одним концом закреплены в узлах соединения подкоса с полуосью. При этом токопроводящие пластины другим концом закреплены на подкосах главных стоек шасси посредством хомутов, на которых установлены П-образные скобы с лепестками, охватывающими токопроводяшую пластину, с узлом стягивания лепестков вне зоны защемления токопроводящих пластин со стороны, противоположной хомуту.

Известна конструкция трехопорного шасси вертолета (патент US 5209431, В64С 25/66, публ. 11.05.1993 г.), которая содержит два боковых стабилизатора, каждый из которых оснащен колесом для поддержки на платформе и соединен с конструкцией вертолета посредством, по существу, жесткой опоры, содержащей опору, вокруг оси которой установлено колесо с возможностью поворота, сама опора соединяется с конструкцией посредством жесткого поперечного элемента.

Известно взлетно-посадочное устройство (книга «Вертолет МИ-8», Техническое описание, М.-Машиностроение, 1970 г., стр. 41-47), которое состоит из передней опоры и основных опор. На основных опорах установлены колеса с пневматическим колодочным тормозом. Корпусные детали тормоза и колеса изготовлены из магниевого сплава.

К недостаткам такого взлетно-посадочного устройства можно отнести следующее.

В узлах крепления полуосей основных опор шасси к фюзеляжу отсутствуют карданы, что приводит к неудобству монтажа основных опор, возникновению монтажных напряжений, возникновению изгибающего эксплуатационного момента в горизонтальной плоскости на полуоси, что значительно сокращает ресурс полуосей.

Колодочный тормоз, установленный в колесе основной опоры, из-за своих конструктивных особенностей не позволяет развивать достаточных тормозных усилий, что в критических ситуациях при максимальной массе вертолета 13000…13500 кг может привести к опасным происшествиям.

Магниевые детали тормоза и колеса основной опоры обладают не достаточной коррозионной стойкостью в условиях морского и тропического климата, а также не высокой усталостной прочностью.

Значительный износ деталей подвижных узлов соединения агрегатов шасси основных опор, а также повышенный уровень шума при рулении в амортизационной стойке переднего шасси.

Большая трудоемкость предполетной подготовки вертолета, которая состоит из расчетов по многочисленным таблицам центровки вертолета. Кроме того, возможна преднамеренная или непреднамеренная перегрузка вертолета.

Техническая проблема, не решенная в известном устройстве, решение которой обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в создании взлетно-посадочного устройства (шасси) с увеличенным тормозным моментом, с возможностью использования его в условиях морского и тропического климата, со сниженным уровнем шума, исключение преднамеренной или непреднамеренной перегрузки вертолета, снижение трудоемкости предполетной подготовки вертолета.

Технический результат использования изобретения заключается в повышении удобства монтажа основных опор шасси к фюзеляжу, повышении безопасности передвижения вертолета по земле, повышении ресурса шасси, снижении уровня шума, возникающего от трения в амортизационной стойке переднего шасси, повышении коррозионной стойкости и тормозного момента колес основных опор, снижении трудоемкости предполетной подготовки вертолета, исключении преднамеренной или непреднамеренной перегрузки вертолета.

Для достижения технического результата предлагается взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата, содержащее две основные опоры, одну переднюю опору и хвостовую опору, при этом основная опора взлетно-посадочного устройства состоит из амортизатора 1, колеса 2, полуоси 3, подкоса 4 и колеса 6, в соответствии с заявляемым изобретением отличающееся тем, что между полуосью 3 основной опоры и фюзеляжем установлен кардан 5, в колесе 6 основной опоры взлетно-посадочного устройства установлен дисковый тормоз, подшипники 16, обойма 17 и кольцо 18, в обойму 17 установлены манжета 19 и кольцо войлочное 20, стопорное кольцо 21 фиксирует реборду 22, которая в свою очередь фиксирует шину относительно колеса 6, при этом взлетно-посадочное устройство снабжено датчиками системы измерения масс и центровки.

Кроме того, дисковый тормоз содержит корпус 7, на котором при помощи болтов 8 закреплены опорный диск 10 и блок цилиндров 9, в котором установлены поршни 11, между поршнями 11 и опорным диском 10 установлены нажимной диск 12, вращающийся диск 13 и направляющая 14.

При этом в качестве материала колес 6 основных опор применен алюминиевый сплав.

Так же в подвижных узлах соединения агрегатов шасси основных опор применена синтетическая смазка.

Кроме того, в амортизационной стойке 23 передней опоры шасси введено хромовое покрытие рабочих поверхностей трения на цилиндре амортизационной стойки передней опоры.

При этом система измерения масс и центровки включает блок центрального контроллера измерения массы и положения центра масс 25, установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчик тангажа и крена 26, установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчики усилия 27, 28, установленных на полуосях 3 основных опор шасси, датчиков усилия 29, 30, установленных на амортизаторах 1 основных опор шасси, датчика усилия 31, установленного на передней опоре шасси, датчика угла поворота 32, установленного над поворотной втулкой на передней опоре шасси, блока обработки данных с датчиков 33, установленного на вилке передней опоры шасси, блока обработки данных с датчиков 34, установленного на полуоси 3 левой опоры шасси, блока обработки данных с датчиков 35, установленного на полуоси 3 правой опоры шасси.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

фиг. 1 - общий вид основной опоры взлетно-посадочного устройства;

фиг. 2 - колесо основной опоры взлетно-посадочного устройства в разрезе (показан дисковый тормоз);

фиг. 3 - общий вид амортстойки передней опоры взлетно-посадочного устройства;

фиг. 4 - выноска А фиг. 3;

фиг. 5 - размещение блока центрального контроллера измерения массы и положения центра масс на потолочной панели центральной части фюзеляжа;

фиг. 6 - размещение датчика тангажа и крена на потолочной панели центральной части фюзеляжа;

фиг. 7 - вид против полета на правую основную опору взлетно-посадочного устройства;

фиг. 8 - вид против полета на левую основную опору взлетно-посадочного устройства;

фиг. 9 - выноска А фиг. 8;

фиг. 10 - вид сверху на фиг. 11;

фиг. 11 - размещение датчика усилия, датчика угла поворота и блока обработки датчиков на передней опоре взлетно-посадочного устройства.

Взлетно-посадочное устройство (шасси) винтокрылого летательного аппарата состоит из двух основных опор, одной передней опоры и одной хвостовой опоры. Каждая основная опора шасси (фиг. 1) состоит из амортизатора 1, колеса 2, полуоси 3 и подкоса 4. Для обеспечения удобства монтажа основных опор шасси к фюзеляжу и исключения монтажных напряжений между полуосью 3 и фюзеляжем установлен кардан 5.

В колесе 6 основного шасси (фиг. 2) установлен дисковый тормоз, состоящий из корпуса 7, на котором при помощи болтов 8 закреплены блок цилиндров 9 и опорный диск 10. В блоке цилиндров 9 установлены поршни 11. Между поршнями 11 и опорным диском 10 установлены нажимной диск 12 и вращающийся диск 13, который перемещается вдоль направляющей 14, закрепленной на колесе 6 при помощи винтов 15. В колесе 6 установлены подшипники 16, обойма 17 и кольцо 18. В обойму 17 установлены манжета 19 и кольцо войлочное 20. Так же установлено стопорное кольцо 21, которое фиксирует реборду 22, которая в свою очередь фиксирует шину относительно колеса 6.

Дисковый тормоз, установленный на колеса основных опор, обладает увеличенным тормозным моментом, в следствие чего повышается безопасность передвижения вертолета по земле.

Дисковый тормоз работает следующим образом. Для торможения вертолета пилот нажимает на гашетку, расположенную на ручке продольно-поперечного управления, при этом поршни 11 выдвигаются из блока цилиндров 9 и приводят в движение нажимной диск 12, который перемещается вдоль направляющей 14 и прижимает вращающийся диск 13 к опорному диску 10, закрепленному неподвижно к корпусу тормоза 7 при помощи болтов 8. Таким образом создается тормозной момент, который уменьшает скорость вращения колеса 6 относительно своей оси и в конечном итоге останавливает его.

В амортизационной стойке 23 передней опоры взлетно-посадочного устройства (фиг. 3 и фиг. 4) введено хромовое покрытие 24 рабочих поверхностей трения.

Кроме того, на летательном аппарате установлена система измерения масс и центровки, датчики которой размещены на элементах взлетно-посадочного устройства.

В состав системы измерения масс и центровки входят: блок центрального контроллера измерения массы и положения центра масс 25 (фиг. 5), установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчик тангажа и крена 26 (фиг. 6), установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчики усилия 27 и 28 (фиг. 7, 8), установленных на полуосях основных опор взлетно-посадочного устройства, датчиков усилия 29 и 30 (фиг. 7, 8), установленных на амортизаторах основных опор взлетно-посадочного устройства, датчика усилия 31 (фиг. 11), установленного на передней опоре взлетно-посадочного устройства, датчика угла поворота 32 (фиг. 10, 11), установленного над поворотной втулкой на передней опоре взлетно-посадочного устройства, блока обработки данных с датчиков 33 (фиг. 10, 11), установленного на вилке передней опоры взлетно-посадочного устройства, блока обработки данных с датчиков 34 (фиг. 9), установленного на полуоси левой опоры взлетно-посадочного устройства, блока обработки данных с датчиков 35 (фиг. 9), установленного на полуоси правой опоры взлетно-посадочного устройства.

Принцип работы системы измерения масс и центровки основан на расчете нагрузок на опоры вертолета, их суммированием и определении центра масс вертолета с учетом замеров углов тангажа и крена вертолета и угла поворота передней опоры.

По результатам расчета блок центрального контроллера измерения массы и положения центра масс, выдает информацию о величине массы и положении центра масс вертолета в систему управления общевертолетным оборудованием для отображения на управляющей панели пилота.

Таким образом, достигается технический результат, в связи с тем, что в узлах крепления полуосей 3 основных опор взлетно-посадочного устройства к фюзеляжу установлены карданы 5, материал колес основных опор заменен с магниевого сплава на алюминиевый, имеющий повышенную коррозионную стойкость, статическую и усталостную прочность, колодочный тормоз заменен на дисковый с увеличенным тормозным моментом, заменена минеральная смазка в подвижных узлах соединения агрегатов основных опор на синтетическую, которая в отличие от минеральной не склонна к коксованию и расслоению, введено хромовое покрытие рабочих поверхностей трения на цилиндре амортизационной стойки передней опоры, на вертолете установлена система измерения масс и центровки, которая исключает перегрузку вертолета и снижает трудоемкость предполетной подготовки вертолета.

Установка карданов 5 в узлы крепления полуосей 3 основных опор взлетно-посадочного устройства к фюзеляжу обеспечивает удобство монтажа основных опор взлетно-посадочного устройства к фюзеляжу, кроме того позволяет снять изгибающие моменты, действующие на полуось, что значительно повышает ресурс полуосей.

Для повышения коррозионной стойкости, статической и усталостной прочности заменен материал колес 6 основных опор с магниевого сплава на алюминиевый.

Для повышения безопасности передвижения вертолета по земле колодочный тормоз, установленный на колеса 6 основных опор, заменен на дисковый тормоз, обладающий увеличенным тормозным моментом.

Для уменьшения износа деталей подвижных узлов соединения агрегатов шасси основных опор минеральная смазка заменена на синтетическую.

Для понижения уровня шума при рулении в амортизационной стойке передней опоры взлетно-посадочного устройства введено хромовое покрытие 23 рабочих поверхностей трения на цилиндре амортстойки передней опоры.

Для сокращения времени предполетной подготовки вертолета и исключения перегрузки вертолета на вертолете установлена система измерения масс и центровки, применение которой позволяет операторам быстро и точно разместить груз в кабине и контролировать его разрешенную массу.

Изобретение относится к области авиации, в частности к взлетно-посадочным устройствам летательных аппаратов, в том числе вертолетов. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата содержит две основные опоры, одну переднюю опору и хвостовую опору. Основная опора взлетно-посадочного устройства состоит из амортизатора (1), колеса (2), полуоси (3), подкоса (4) и колеса (6). Между полуосью (3) основной опоры и фюзеляжем установлен кардан (5), в колесе 6 основной опоры взлетно-посадочного устройства установлен дисковый тормоз, подшипники (16), обойма (17) и кольцо (18). В обойму (17) установлены манжета (19) и кольцо войлочное (20). Стопорное кольцо (21) фиксирует реборду (22), которая в свою очередь фиксирует шину относительно колеса (6). Взлетно-посадочное устройство снабжено датчиками системы измерения масс и центровки. Система измерения масс и центровки включает блок центрального контроллера измерения массы и положения центра масс (25), датчик тангажа и крена (26), датчики усилия (27, 28), датчики усилия (29, 30, 31), датчик угла поворота 32, блоки обработки данных с датчиков (33, 34, 35). Достигается повышение безопасности передвижения вертолета по земле, повышение ресурса шасси. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата, содержащее две основные опоры, одну переднюю опору и хвостовую опору, при этом основная опора взлетно-посадочного устройства состоит из амортизатора (1), колеса (2), полуоси (3), подкоса (4) и колеса (6), отличающееся тем, что между полуосью (3) основной опоры и фюзеляжем установлен кардан (5), в колесе 6 основной опоры взлетно-посадочного устройства установлен дисковый тормоз, подшипники (16), обойма (17) и кольцо (18), в обойму (17) установлены манжета (19) и кольцо войлочное (20), стопорное кольцо (21) фиксирует реборду (22), которая в свою очередь фиксирует шину относительно колеса (6), при этом взлетно-посадочное устройство снабжено датчиками системы измерения масс и центровки.

2. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата по п. 1, отличающееся тем, что дисковый тормоз содержит корпус (7), на котором при помощи болтов (8) закреплены опорный диск (10) и блок цилиндров (9), в котором установлены поршни (11), между поршнями (11) и опорным диском (10) установлены нажимной диск (12), вращающийся диск (13) и направляющая (14).

3. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата по п. 1, отличающееся тем, что в качестве материала колес (6) основных опор применен алюминиевый сплав.

4. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата по п. 1, отличающееся тем, что в подвижных узлах соединения агрегатов шасси основных опор применена синтетическая смазка.

5. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата по п. 1, отличающееся тем, что в амортизационной стойке (23) передней опоры шасси введено хромовое покрытие рабочих поверхностей трения на цилиндре амортизационной стойки передней опоры.

6. Взлетно-посадочное устройство винтокрылого летательного аппарата по п. 1, отличающееся тем, что в состав системы измерения масс и центровки входят блок центрального контроллера измерения массы и положения центра масс (25), установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчик тангажа и крена (26), установленный на потолочной панели центральной части фюзеляжа, датчики усилия (27, 28), установленные на полуосях (3) основных опор шасси, датчики усилия (29, 30), установленные на амортизаторах (1) основных опор шасси, датчик усилия (31), установленный на передней опоре шасси, датчик угла поворота (32), установленный над поворотной втулкой на передней опоре шасси, блок обработки данных с датчиков (33), установленный на вилке передней опоры шасси, блок обработки данных с датчиков (34), установленный на полуоси (3) левой опоры шасси, блок обработки данных с датчиков (35), установленный на полуоси (3) правой опоры шасси.