Способ укороченного прыжкового взлета самолета и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B64C25/00 

Изобретение относится к самолетам военного и гражданского назначения, осуществляющим взлет с разбегом, и может быть использовано для сокращения длины разбега или увеличения полезной нагрузки без увеличения взлетной дистанции.

Цель изобретения - уменьшение энергетических затрат и исключение дополнительных источников энергии для создания вертикального импульса.

Расчетным путем установлено, что использование силы трения в специальном кинематическом механизме позволяет часть кинетической энергии разгоняющегося при взлете самолета переводить в вертикальный импульс прыжка и тем самым отказаться от использования для этой цели дополнительных источников энергии.

Отличительные признаки раздвижной амортизационной стойки (поворотный кулак определенной формы, фрикционный диск колеса, механизм вращения кулака) позволяют осуществлять раздвижные стойки без использования дополнительных источников энергии в устройстве раздвижения, а делать это только за счет силы трения и кинетической энергии разгоняющегося самолета.

Изобретение поясняется фиг. 1-7. На фиг. 1 и 2 изображена принципиальная схема раздвижной амортизационной стойки шасси.

Устройство содержит основной корпус стойки со штатным амортизатором 1, выдвижной телескопический шток 2. к которому крепится колесо с фрикционным диском 3, поворотный кулак 4, шарнирно связанный с корпусом стойки 1 и опирающийся в рабочем положении на фрикционный диск 3, и механизм поворота 5, обеспечивающий соприкосновение фрикционных поверхностей и вращение кулака с необходимой ско- ростью. Этот механизм может быть выполнен в виде гидроцилиндра, шарнирно связанного с поворотным кулаком 4 и корпусом стойки 1.

Устройство работает следующим образом (фиг. 3, 4, 5, 6). В начале разбега до достижения скорости начала прыжка (фиг. 3) кулак 4 находится в поднятом положении и не касается фрикционного диска 3. При этом стойка шасси работает, как обычно. При достижении заданной скорости кулак 4 поворачивают до касания с фрикционным диском 3 (фиг. 4) и вращают с потребной угловой скоростью. При этом корпус стойки 1 перемещается относительно телескопического штока 2 (фиг. 5), и самолет получает вертикальный импульс для прыжка. Усилие, необходимое для вращения кулака и рази

движения стойки, компенсируется силой трения при скольжении фрикционного диска и рабочей поверхности кулака, После раз- движения стойки и отрыва самолета от ВПП

поворотный кулак и колесо возвращаются в исходное положение (фиг. 6).

Координаты точки шарнирного крепления поворотного кулака (фиг. 7) и форма его рабочей поверхности определяются в зависимости от потребной вертикальной скорости Vy и коэффициента трения fTp между кулаком и фрикционным диском. Если координаты относительного расположения оси вращения кулака и точки скользящего контакта будут связаны соотношением Ау/ Ах tip, то величина момента сил относительно шарнира будет равна нулю. Это условие выполняется при любом значении угла поворота кулака р, если его рабочая поверхность

имеет форму дуги логарифмической спирали, описываемой в полярных координатах

ftp p зависимостью R R0e . Для сообщения

самолету заданной вертикальной скорости Vy устройство должно обеспечить поднятие точки шарнирного крепления на высоту Ah с ускорением а. которые связаны соотношением Vy V 2а A h . Из этого условия можно связать параметры логарифмической спира- ли - начальный радиус RO и максимальный угол поворота кулака , который может быть ограничен по конструктивным соображениям.

35

40

Ro

VyVl

fippr 2a e(e -1 ).

где - arctgfrp.

Для обеспечения постоянного вертикального ускорения а угловая скорость вращения кулака определяется зависимостью

О)

1

V

fTp (2а V 1 )/RO

50

VefTP,y -т fTP()

Эффективность предложенного способа проанализирована расчетными методами с учетом динамики движения разных типов маневренных самолетов на взлете. Применение данного способа позволяет сократить длину разбега самолетов с большей тяговооруженностью примерно в 2 ... 2,5 раза за счет использования механических устройств без дополнительных источников

энергии и существенного изменения конструкции амортизационной стойки шасси, Формула изобретения 1. Способ укороченного прыжкового взлета самолета, заключающийся в разгоне самолета и сообщении ему в момент отрыва вертикального импульса за счет принудительного удлинения раздвижных стоек шасси, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат и исключения дополнительных источников энергии, удлинение стоек шасси .в момент отрыва осуществляют путем преобразования части кинетической энергии разгоняющегося самолета в вертикальный импульс, при этом кинетическую энергию вращающегося колеса воспринимают взаимодействующим с ним поворотным соединительным элементом, и путем его поворота преобразуют эту энергию в поступательное движение стойки шасси, сообщая самолету вертикальный импульс.

2. Устройство укороченного прыжковбго взлета самолета, содержащее корпус амортизационной стойки шасси со штатным амортизатором и выдвижную часть стойки, соединенную с колесом, отличающее- с я тем, что оно снабжено поворотным соединительным элементом, выполненным в виде кулачка со, спиральной фрикционной рабочей поверхностью, шарнирно связанным с корпусом амортизационной стойки, диском, жестко скрепленным с колесом

шасси и имеющим фрикционную рабочую поверхность по образующей, и механизмом поворота соединительного элемента, обеспечивающим рабочий контакт по фрикционным поверхностям кулачка и диска.

Изобретение относится к авиации, в частности к самолетам укороченного взлета и посадки. Целью изобретения является уменьшение энергетических затрат и иск: лючение дополнительных источников энергии для выполнения укороченного прыжкового взлета. Это достигается путем преобразования части кинематической энергии разгоняющегося1 самолета в вертикальный импульс. При этом энергию вращающегося колеса воспринимают взаимодействующим с ним поворотным соединительным элементом, выполненным в виде кулачка 4 со спиральной фрикционной рабочей поверхностью, шарнирно связанным с корпусом амортизационной стойки 1. Кулачок взаимодействует с поверхностью диска 3, жестко скрепленного с колесом. Рабочий контакт кулачка 4 с поверхностью диска 3 обеспечивается механизмом поворота 5. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. Ё чэ 00 о ON

фиг. 2

////7/7/

.З

//////// Фвг.З

Редактор Л.Волкова

Фиг.7 Составитель В.Данилов Техред М.Моргентал

/////77/

Фиг .6

Корректор М.Куль