Система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета Российский патент 2025 года по МПК B64D45/06 B64C25/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области авиации, а именно к шасси летательных аппаратов, в частности к системам расстопоривания хвостовой опоры шасси самолета.

Шасси представляет собой систему опор, необходимых для взлета, посадки, передвижения и стоянки самолета на земле, палубе корабля или воде. Конструкция опоры шасси состоит из опорных элементов - колес, лыж или других устройств, посредством которых самолет соприкасается с поверхностью места приземления (аэродромом), и силовых элементов -кронштейнов, стоек, траверс, тяг, подкосов и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входят амортизационная система, тормозные и иные устройства, служащие для восприятия и передачи на конструкцию планера статических и динамических нагрузок, возникающих при удержании самолета с работающих двигателем на стартовом режиме, буксировке и швартовке, для обеспечения устойчивости и управляемости самолета при рулении.

Самолеты, имеющие шасси с хвостовой опорой, не являются устойчивыми на разбеге и пробеге. При пробеге самолета с хвостовой опорой в режиме самоориентирования, различного рода возмущения вызывают разворот самолета вокруг центра масс, а образующиеся при этом на основных опорах силы трения создают относительно центра масс дестабилизирующий момент, который стремится развернуть его на еще больший угол. Для уменьшения дестабилизирующего момента применяется система расстопоривания, осуществляющая стопорение колес хвостовой опоры в плоскости симметрии самолета. При начавшемся развороте самолета образуется момент, направленный на парирование возмущения (Н.А. Кондрашов. Проектирование убирающихся шасси самолетов. Москва). Машиностроение. 1991. Стр. 8-9).

Уровень техники

Из уровня техники известен документ D1 (CN 104309800 А, опубл. 28.01.2015), раскрывающий фиксатор колеса шасси, включающий в себя электромеханизм, выполненный в виде привода, систему механической передачи, выполненную в виде зубчатой передачи, винтовой стержень, перемещающий центральный вал за счет резьбового соединения, нажимную пружину, сжимаемую центральным валом и корпус. При этом, конструкция фиксатора колеса шасси, представленная в D1, не предусматривает наличие датчика или иного средства, осуществлявшего индикацию и передачу информации о застопоривании или расстопоривании колеса шасси независимо от положения штока электромеханизма.

Таким образом, одним из возможных недостатков D1, относительно заявленного изобретения, является отсутствие возможности получения однозначной информации о том, застопорено или расстопорено колесо шасси.

Из уровня техники известен документ D2 (Сошин В.М. Самолет Ан-2. Учебное пособие. 2007 г. СГАЭ им. С.П. Королева), раскрывающий механизм стопорения хвостового колеса самолета Ан-2, включающий в себя пневматический цилиндр со штоком и пружиной возврата. Согласно D2 под действием сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, шток выдвигается, сжимая пружину, входит в отверстие крышки и вилки и стопорит вилку колеса в нейтральном положении. При падении давления воздуха в цилиндре пружина возвращает шток в исходное положение, расстопоривая вилку колеса.

Таким образом, одними из возможных недостатков D2, относительно заявленного изобретения, являются отсутствие возможности ручного расстопоривания хвостового колеса и необходимость подвода трубопроводов к цилиндру расстопоривания.

Наиболее близким к заявленному изобретению аналогом, принятым за прототип, является документ D3 (CN 116101480 А, опубл. 12.05.2023), раскрывающий блокиратор хвостового колеса шасси самолета, включающий в себя электромеханизм, выполненный в виде двигателя, стопорный штифт пружину для приведения в действие стопорного штифта за счет усилия пружины, фиксатор, поворотную втулку, и амортизационную стойку.

Таким образом, одними из возможных недостатков D3, относительно заявленного изобретения, является применение жесткой связи между валом двигателя и стопорным штифтом. При заклинивании стопорного штифта в поворотной втулке амортизационной стойки и подаче сигнала на двигатель на расстопоривание или застопоривание опоры шасси, двигатель будет подвержен повышенному износу, а при определенных условиях и вовсе выйти из строя.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявляемого решения является устранение вышеуказанных недостатков, выявленных у аналогов и прототипа, относительно заявленного изобретения.

Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в возможности выполнять расстопоривание и застопоривание хвостового колеса, как в штатном режиме (без заклинивания фиксатора), так и в ситуации, при которой происходит заклинивание фиксатора, без выхода из строя электромеханизма поступательного, а также позволяет выполнять расстопоривание хвостового колеса вручную при помощи рычага без задействования электромеханизма поступательного, что обеспечивает надежную и стабильную работу системы расстопоривания хвостового колеса шасси самолета.

Технический результат достигается тем, что система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета состоит из электромеханизма поступательного, шарнирно закрепленного на кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа, механизма расстопоривания поворотной и статичной частей амортизационной стойки, при этом: электромеханизм поступательный содержит наконечник; механизм расстопоривания состоит из кронштейна крепления к статичной части амортизационной стойки, верхнего и нижнего люнетов, соединенных между собой распорными втулками, цилиндра, осуществляющего поступательное движение на роликах люнетов, штока в сборе, расположенного внутри цилиндра и состоящего из штока и двух ползунов, разделенных пружиной сжатия, фиксатора, осуществляющего стопорение хвостовой опоры шасси, наконечника, выходящего из верхней части цилиндра, рычага ручного расстопоривания и герконовых датчиков; статичная часть амортизационной стойки закреплена на шпангоуте фюзеляжа самолета с помощью кронштейна амортизационной стойки и соединена с механизмом расстопоривания с помощью кронштейна крепления, при этом в нижней области статичной части амортизационной стойки имеется отверстие для фиксатора; поворотная часть амортизационной стойки соединена со статичной и имеет втулку поворотной части для размещения в отверстии втулки фиксатора; герконовые датчики выполнены в виде верхнего герконового датчика и нижнего герконового датчика, при этом датчики установлены на кронштейне, закрепленном на нижнем люнете, а управляющий элемент датчика закреплен с помощью кронштейна, на цилиндре; при этом фиксатор, расположенный в нижней части цилиндра механизма расстопоривания, присоединен к цилиндру; при этом электромеханизм поступательный при помощи наконечника, качалки, установленной на собственном кронштейне, и тяги соединен с наконечником механизма расстопоривания.

При этом, фиксатор присоединен к цилиндру механизма расстопоривания с помощью болтового соединения.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

Фигура 1 - Хвостовая опора шасси (далее - ХОШ).

Позиции:

1 - Электромеханизм поступательный;

2 - Механизм расстопоривания;

3 - Статичная часть амортизационной стойки;

4 - Поворотная часть амортизационной стойки.

Фигура 2 - Кронштейны системы расстопоривания.

Позиции:

5 - Шпангоут фюзеляжа;

5.1 - Первый кронштейн крепления к шпангоуту фюзеляжа;

5.2 - Второй кронштейн крепления к шпангоуту фюзеляжа;

5.3 - Третий кронштейн крепления к шпангоуту фюзеляжа;

5.4 - Кронштейн крепления к амортизационной стойке;

5.5 - Кронштейн крепления к нижнему люнету;

5.6 - Кронштейн крепления к цилиндру механизма расстопоривания.

Фигура 3 - Система расстопоривания. Вид 1.

Позиции:

1.1 - Шток электромеханизма поступательного;

1.2 - Наконечник штока электромеханизма поступательного;

2.1 - Наконечник механизма расстопоривания;

2.2 - Гайка стопорная;

2.3 - Пружина кручения;

2.4 - Рычаг ручного расстопоривания;

2.5 - Распорные втулки;

2.6 - Цилиндр.

Фигура 4 - Система расстопоривания. Вид 2.

Позиции:

6 - Двуплечая качалка;

7 - Тяга;

2.7 - Упор рычага ручного расстопоривания;

2.8 - Верхний люнет;

2.9 - Нижний люнет;

2.10 - Управляющий элемент герконового датчика.

Фигура 5 - Система расстопоривания. Вид 3.

Позиции:

2.11 - Гайка цилиндра;

2.12 - Шток в сборе механизма расстопоривания;

2.13 - Пружина сжатия механизма расстопоривания;

2.14 - Ползуны штока в сборе;

2.15 - Верхний герконовый датчик;

2.16 - Нижний герконовый датчик;

2.17 - Фиксатор.

Фигура 6 - Система расстопоривания. Общий вид.

1 - Электромеханизм поступательный;

1.1 - Шток электромеханизма поступательного;

1.2 - Наконечник штока электромеханизма поступательного;

2 - Механизм расстопоривания;

2.1 - Наконечник механизма расстопоривания;

2.2 - Гайка стопорная;

2.4 - Рычаг ручного расстопоривания;

2.5- Распорные втулки;

2.6 - Цилиндр;

2.7 - Упор рычага ручного расстопоривания;

2.8 - Верхний люнет;

2.9 - Нижний люнет;

2.10 - Управляющий элемент герконового датчика;

2.11 - Гайка цилиндра;

2.12 - Шток в сборе механизма расстопоривания;

2.13 - Пружина сжатия механизма расстопоривания;

2.15 - Верхний герконовый датчик;

2.16 - Нижний герконовый датчик;

2.17 - Фиксатор;

3 - Статичная часть амортизационной стойки;

4 - Поворотная часть амортизационной стойки;

5.1 - Первый кронштейн крепления к шпангоуту фюзеляжа;

5.2 - Второй кронштейн крепления к шпангоуту фюзеляжа;

5.4 - Кронштейн крепления к амортизационной стойке;

5.5 - Кронштейн крепления к нижнему люнету;

5.6 - Кронштейн крепления к цилиндру механизма расстопоривания;

6 - Двуплечая качалка;

7 - Тяга.

Осуществление изобретения

Хвостовая опора шасси самолета (Фигура - 1) установлена в хвостовой части фюзеляжа на 27-ом шпангоуте с помощью кронштейна крепления (5.3) к шпангоуту фюзеляжа (5) и в полете не убирается. На хвостовой опоре шасси устанавливается нетормозное колесо 44-1 с камерной авиационной шиной и система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета. Хвостовая опора шасси имеет возможность свободно ориентироваться в процессе выполнения движения самолета по аэродрому, поворачиваясь вокруг оси амортизационной стойки на 360°. При этом, стопорение хвостовой опоры шасси в линию полета и ее расстопоривание осуществляется системой расстопоривания хвостового колеса шасси самолета.

Система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета состоит из следующих основных элементов: электромеханизма поступательного (1), статичной (3) и поворотной (4) частей амортизационной стойки, механизма расстопоривания (2).

Электромеханизм поступательный (1) шарнирно закреплен на первом кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа (5.1) и состоит из штока электромеханизма поступательного (1.1) и наконечника штока электромеханизма поступательного (1.2). При этом электромеханизм поступательный (1) при помощи своего наконечника (1.2) через двуплечую качалку (6), установленную на втором кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа (5.2), и тягу (7) соединен с наконечником механизма расстопоривания (2.1).

Механизм расстопоривания (2) закреплен на статичной части амортизационной стойки (3) с помощью кронштейна крепления к амортизационной стойке (5.4). При этом механизм расстопоривания состоит из верхнего (2.8) и нижнего люнетов (2.9), соединенных между собой распорными втулками (2.5), цилиндра (2.6),осуществляющего поступательное движение на роликах люнетов (2.8, 2.9), штока в сборе механизма расстопоривания (2.12), расположенного внутри цилиндра и состоящего из штока и двух ползунов цилиндра механизма расстопоривания (2.14), разделенных пружиной сжатия (2.13), наконечника механизма расстопоривания (2.1), выходящего из верхней части цилиндра, фиксатора (2.17) и герконовых датчиков (2.15, 2.16) СКВ-04 с управляющим элементом (2.10). Ход ползунов цилиндра механизма расстопоривания (2.14) ограничен буртиком в нижней части цилиндра механизма расстопоривания и гайкой цилиндра (2.11) в верхней части цилиндра механизма расстопоривания.

При этом герконовые датчики представляют из себя верхний герконовый датчик (2.15) и нижний герконовый датчик (2.16). Оба герконовых датчика установлены на кронштейне крепления к нижнему люнету (5.5). В свою очередь, управляющий элемент (2.10) закреплен с помощью кронштейна крепления к цилиндру механизма расстопоривания (5.6) на цилиндре (2.6). Герконовые датчики (2.15, 2.16) получают сигнал от управляющего элемента (2.10) о положении фиксатора (2.17).

К верхнему люнету механизма расстопоривания (2.8) болтами крепится упор (2.7), на который опирается рычаг ручного расстопоривания (2.4). На болте крепления рычага к верхнему люнету установлена пружина кручения (2.3), которая прижимает рычаг (2.4) к цилиндру (2.6). Для выполнения ручного расстопоривания хвостового колеса шасси самолета необходимо перевести рычаг (2.4) в верхнее положение. При этом рычаг (2.4), опираясь на цилиндр (2.6), будет перемещать цилиндр (2.6) вверх вместе с фиксатором (2.17), сжимая пружину сжатия (2.13).

Шток в сборе механизма расстопоривания (2.12) верхним ползуном (2.14) упирается в гайку (2.11), которая законтрена от раскручивания стопорной гайкой (2.2). Гайка (2.11) установлена в цилиндре (2.6) с помощью резьбового соединения.

В нижней части цилиндра (2.6) механизма расстопоривания расположен фиксатор (2.17), присоединенный к цилиндру с помощью болтового соединения. Фиксатор осуществляет фиксацию поворотной части амортизационной стойки (4) и, соответственно, стопорение хвостового колеса.

Амортизационная стойка состоит из двух частей: статичной части (3) и поворотной части (4). При этом статичная часть амортизационной стойки (3) закреплена на шпангоуте фюзеляжа самолета с помощью соответствующего кронштейна (5.3) и соединена с механизмом расстопоривания (2) с помощью кронштейна крепления к амортизационной стойке (5.4). В нижней области статичной части амортизационной стойки расположено отверстие для фиксатора (2.17). В свою очередь, поворотная часть амортизационной стоки (4) соединена со статичной и также имеет втулку поворотной части для размещения, в соответствующем отверстии втулки, фиксатора. Отверстие втулки поворотной части амортизационной стойки (4) расположено соосно с соответствующим отверстием статичной части амортизационной стойки (3).

Система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета работает следующим образом. В соответствии с сигналом от расположенного в кабине пилотов тумблера, осуществляется выпуск штока электромеханизма поступательного (1), который посредством наконечника штока электромеханизма поступательного (1.2) передает усилие на двуплечую качалку (6). Вращаясь на оси второго кронштейна крепления к шпангоуту фюзеляжа (5.2), двуплечая качалка (6) с помощью тяги (7) и наконечника механизма расстопоривания (2.1) вытягивает шток механизма расстопоривания (2.12) вверх. Это приводит к тому, что шток механизма расстопоривания (2.12) своим верхним ползуном (2.14) упирается в гайку (2.11), неподвижно закрепленную в цилиндре (2.6). При этом, нижний ползун (2.14) внутри цилиндра также начинает двигаться вверх, сжимая пружину сжатия (2.13). Таким образом, усилие, направленное на вытягивание штока механизма расстопоривания (2.12) вверх приводит к движению цилиндра (2.6) в том же направлении и, соответственно, вытягиванию фиксатора (2.17) из отверстия, расположенного в поворотной части амортизационной стойки. По окончании движения штока электромеханизма поступательного (1.1), фиксатор (2.17) полностью выходит из отверстия втулки поворотной части амортизационной стойки и, соответственно, обеспечивает расстопоривание хвостового колеса шасси самолета. При этом, управляющий элемент герконового датчика (2.10), закрепленный на кронштейне цилиндра механизма расстопоривания (5.6), перемещается вверх и останавливается напротив верхнего герконового датчика (2.15), установленного на кронштейне нижнего люнета (5.5), обеспечивая передачу сигнала о том, что хвостовая опора шасси находится в расстопоренном состоянии.

Соответственно, в случае заклинивания фиксатора (2.17) во втулке поворотной части амортизационной стойки и выпуске штока электромеханизма поступательного (1.1), цилиндр (2.6) механизма расстопоривания будет оставаться неподвижным, а шток механизма расстопоривания (2.12) будет перемещаться вверх и сжимать пружину сжатия (2.13). При расклинивании фиксатора (2.17) пружина сжатия (2.13), за счет накопленной энергии, переместит цилиндр (2.6) вверх вместе с фиксатором (2.17), осуществив, таким образом, расстопоривание хвостового колеса шасси самолета.

Кроме того, вышеописанная система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета имеет возможность осуществлять процесс обратный расстопориванию - застопоривание хвостового колеса шасси самолета. Застопоривание хвостового колеса шасси самолета осуществляется по сигналу тумблера в кабине пилотов при уборке штока электромеханизма. При осуществлении процесса застопоривания хвостового колеса шасси самолета выполняется аналогичная, но обратная последовательность действий, относительно процесса расстопоривания хвостового колеса шасси самолета.

Разработанная вышеописанная система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета позволяется выполнять расстопоривание хвостового колеса, как в штатном режиме (без заклинивания фиксатора), так и в ситуации, при которой происходит заклинивание фиксатора, без выхода из строя поступательного электромеханизма.

Изобретение относится к области авиации, в частности к шасси летательных аппаратов. Система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета состоит из электромеханизма поступательного, шарнирно закрепленного на кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа, механизма расстопоривания поворотной и статичной частей амортизационной стойки. При этом электромеханизм поступательный содержит наконечник; механизм расстопоривания состоит из кронштейна крепления к статичной части амортизационной стойки, верхнего и нижнего люнетов, соединенных между собой распорными втулками, цилиндра, осуществляющего поступательное движение на роликах люнетов, штока в сборе, расположенного внутри цилиндра и состоящего из штока и двух ползунов, разделенных пружиной сжатия, фиксатора, осуществляющего стопорение хвостовой опоры шасси, наконечника, выходящего из верхней части цилиндра, рычага ручного расстопоривания и герконовых датчиков. Статичная часть амортизационной стойки закреплена на шпангоуте фюзеляжа самолета с помощью кронштейна амортизационной стойки и соединена с механизмом расстопоривания с помощью кронштейна крепления. При этом в нижней области статичной части амортизационной стойки имеется отверстие для фиксатора. Поворотная часть амортизационной стойки соединена со статичной и имеет втулку поворотной части для размещения в отверстии втулки фиксатора. Герконовые датчики выполнены в виде верхнего герконового датчика и нижнего герконового датчика. При этом датчики установлены на кронштейне, закрепленном на нижнем люнете, а управляющий элемент датчика закреплен с помощью кронштейна на цилиндре. При этом фиксатор, расположенный в нижней части цилиндра механизма расстопоривания, присоединен к цилиндру. При этом электромеханизм поступательный при помощи наконечника, качалки, установленной на собственном кронштейне, и тяги соединен с наконечником механизма расстопоривания. Технический результат заключается в возможности выполнять расстопоривание и стопорение хвостового колеса как в штатном режиме (без заклинивания фиксатора), так и в ситуации, при которой происходит заклинивание фиксатора. 6 ил.

Система расстопоривания хвостового колеса шасси самолета, состоящая из электромеханизма поступательного, шарнирно закрепленного на первом кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа, механизма расстопоривания и поворотной и статичной частей амортизационной стойки, отличающаяся тем, что электромеханизм поступательный содержит шток электомеханизма поступательного и наконечник штока электромеханизма поступательного; механизм расстопоривания закреплен на статичной части амортизационной стойки с помощью кронштейна крепления к амортизационной стойке и состоит из верхнего и нижнего люнетов, соединенных между собой распорными втулками, цилиндра, осуществляющего поступательное движение на роликах люнетов, наконечника механизма расстопоривания, выходящего из верхней части цилиндра, штока в сборе механизма расстопоривания, расположенного внутри цилиндра и состоящего из штока и двух ползунов, разделенных пружиной сжатия, фиксатора, герконовых датчиков и рычага ручного расстопоривания, опирающегося на упор верхнего люнета механизма расстопоривания; статичная часть амортизационной стойки закреплена фюзеляже самолета с помощью третьего кронштейна крепления к шпангоуту фюзеляжа и соединена с механизмом расстопоривания с помощью кронштейна крепления к амортизационной стойке, при этом в нижней области статичной части амортизационной стойки имеется отверстие для фиксатора; поворотная часть амортизационной стойки соединена со статичной и имеет втулку поворотной части для размещения в отверстии втулки фиксатора; герконовые датчики выполнены в виде верхнего герконового датчика и нижнего герконового датчика, при этом оба герконовых датчика установлены на кронштейне крепления к нижнему люнету, а управляющий элемент герконовых датчиков закреплен на цилиндре с помощью кронштейна крепления к цилиндру механизма расстопоривания; фиксатор, расположенный в нижней части цилиндра механизма расстопоривания, присоединен к цилиндру с помощью болтового соединения; электромеханизм поступательный при помощи наконечника штока электромеханизма поступательного через двуплечую качалку, установленную на втором кронштейне крепления к шпангоуту фюзеляжа, и тягу соединен с наконечником механизма расстопоривания.