CN100515862C - 飞机起落架的操纵系统以及包含该系统的飞机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机起落架的操纵系统，起落架被安装成铰接在由一组门封闭的起落架舱内，该系统包括：起落架舱的总控单元，以启动不同的操纵、门控制通道(16)、起落架控制通道(15)，当飞机正常操作、应急操作和维修阶段时，总控单元、门控制通道和起落架控制通道由电能源控制。本发明还涉及包括这种系统的飞机。

Description

飞机起落架的操纵系统以及包含该系统的飞机

技术领域

本发明涉及一种操纵飞机起落架的系统。起落架操作系统是用来使起落架相对飞机机身展开或缩回的系统。在许多飞机中，起落架是可缩回的，即，其被安装成铰接在飞机机身内的起落架舱内。因而，在巡航阶段，起落架保持在机身内，位于起落架舱内，由一组门封闭。在飞机着陆阶段之前，起落架展开，或者在打开上述门之后从起落架舱中伸出。本发明涉及在正常操作中、紧急情况操作中以及维修阶段来控制门打开和起落架展开的系统。

本发明可以应用在航空领域，特别是起落架的展开和/或缩回领域。

背景技术

目前，多数飞机都具有一个或多个可缩回的起落架单元。每个起落架，简单称之为起落架，安装在机身的叫做“起落架舱”的壳体内。在巡航阶段，起落架舱由一组门封闭，以保证飞机的气动外形。在着陆或起飞阶段，起落架展开，即，处于壳体之外，位于公知的放低位置。在飞机着陆阶段之前，起落架从其壳体中伸出，即，从缩回位置移动到放低位置，通常是在驾驶员的指令下以自动的方式进行。

在所谓的“正常”操作中，起落架单元从起落架舱中自动伸出或展开。在系统失效的情况下，应急系统确保起落架可以自动展开。

在正常操作中。起落架只在起落架舱门已经打开的情况下展开。因此安排起落架释放系统的操作顺序，其中门要首先全部打开，然后放低起落架。在飞机起飞后将起落架收回到起落架舱的过程中采用相反的顺序操作。

在紧急情况下，起落架通过重力使门打开而从起落架舱中伸出。起落架舱的门包括一个或多个主门和一个或多个独立于主门的副门。主门被设计成一旦起落架处于放低位置就关闭。副门被设计成允许起落架支杆通过；因此只要起落架展开副门就保持打开状态。

当飞机在地面上时，起落架舱的主门闭合，副门保持打开，从而只为起落架支杆留了最小的空间。然而，必须可以打开主门以进行维修。

目前，起落架展开系统是一种组合系统，即，其采用几种动力源。更具体地说，在正常操作时，系统使用与电能相关的液压动力。在紧急操作时，系统使用与机械传动链相关的电能。在维修时，系统使用与机械能相关的人力。

对于正常操作，该系统包括下述元件：

-电控阀或电磁阀，其将起落架舱的特定液压回路连接到飞机的总液压回路。该电磁阀从飞机驾驶舱进行控制；其使起落架舱的液压回路处于工作状态。

-用于门的液压电控通道：该系统包括：至少一个门锁装置，其将门保持在关闭位置，

-至少一个门致动器，以使门运动，和

-门电磁阀，其控制门致动器。

目前，门的液压电控通道是被称作门回路的液压回路。门阀是该控制通道的输入点。其可被电控。当阀打开时，流体流过整个控制通道，打开门锁并给门致动器提供流体，从而使门打开。

该系统还包括起落架控制通道，包括：

-至少一个起落架保持锁，其将起落架保持在缩回位置，

-至少一个起落架致动器，使起落架运动，和

-起落架电磁阀，其控制起落架致动器。

目前，起落架控制通道是被称作起落架回路的液压回路。起落架阀是该控制通道的输入点。其可被电控。当阀打开时，流体流过整个控制通道，打开起落架保持锁并给起落架致动器提供流体，从而使起落架展开。

当起落架处于放低位置时，切断给起落架的流体供应。然后致动门致动器以关闭主门，副门保持打开从而为起落架支杆的通过留出最小的空间。一旦主门关闭，给门致动器的供应就被切断，以防止所述门意外打开。然后从总液压回路断开起落架舱的特定液压回路。

通过电子计算机来按次序控制液压回路，从而实现门的打开和起落架的展开。从而，为门设置一个电磁阀和为起落架设置另一个电磁阀使得可以在不同的时刻打开这些阀，或多或少隔开一定时间，从而为门的打开和起落架的展开提供顺序。

将起落架升高进入起落架舱的顺序与起落架展开的顺序相反。其包括和展开起落架相同的步骤，并且可以电控和液压控制，但是按相反的顺序执行。

因而，在正常操作时，总控阀和起落架及门的液压回路阀从飞机驾驶舱电控，例如通过飞机起落架的机载计算机根据飞行员的指令来控制。

在总液压回路中的起落架舱特定液压回路失效的情况下，安排应急操作。该应急操作，即所谓的起落架自由落下，通过如图1所示的特定系统来实现。其示出了安装在起落架舱中的应急系统。

图1是起落架舱的示意图，其中安装有传统的应急系统。该系统具有致动器1，其由例如起落架计算机电控。该致动器1通过运动链2(也被称作联动装置)机械连接门锁3、起落架锁7和阀4。该图示出了门控制通道6的更详细视图，具有其锁定钩3和带有保持锁7的起落架控制通道5。阀4使得活塞可以在门和起落架的致动器内自由滑动。

在紧急情况下，门和起落架锁的解锁操作通过致动器1来机械完成。

当然可以理解在紧急操作模式下，门保持打开状态而起落架无法缩回。

在起落架展开系统的另一操作模式中，特别是当飞机在地面上时，由于维修的原因，可以手动打开主门和起落架舱是非常重要的。当飞机在地面上时而且当它由起落架支撑时，门是关闭的。维修人员应当可以进入起落架舱以进行检查。在地面上，液压动力不可用，因为发动机停止。然后门可以通过门附近的机械把手来机械打开。图2示出了这种传统维修系统的一个实例。其给出了固定在起落架舱上的维修系统示意图。

该维修系统包括通过运动链9(也被称作联动装置)连接到门控制通道6的机械把手8。运动链9可以是由引导件固定到起落架舱壁面的球控制单元。把手8的致动使得运动链9开始运动，从而致动主门开启。更具体地说，当把手8转动例如90度角时，运动链9做直线运动而实现下述顺序：

-断开给门致动器供应流体的特定液压回路(安全起见，这是为了防止与总液压回路意外连接从而引起主门的意外关闭)；

-阀10打开使得流体在门致动器腔室里自由循环，从而致动器不会妨碍所述门的打开；

-机械解锁主门锁。

然后通过重力或手动操作打开主门。

在维修系统中，把手固定到飞机机身上，通过处于门附近的闭合空腔内。这样的后果是其位于距地面相对较高的位置上。因此，维修人员在某些情况下不得不攀爬梯子以能够抓住把手且操作它打开门。

此外，如刚刚解释过的，控制起落架展开和缩回的结构较复杂，且需要很多较大体积的元件，例如根据操作模式而不同的运动链。

此外，某些元件可以由不同的动力源控制以使其能够用在不同的模式下，这使其更加复杂。例如，起落架锁具有两个相互独立的输入：一个液压输入用于正常操作，和一个机械输入用于应急操作。类似地，门锁具有三个分开的、相互独立的输入：一个液压输入用于正常操作，一个机械输入用于应急模式和一个特殊机械输入用于维修。这使得控制通道界面需要很大空间。

此外，门锁和起落架锁位于不加压的舱室内，而控制通道位于加压舱室内。因此，必须采用所有防范方式来使得穿过加压舱室壁面的联动装置不会影响这些舱室的压力。

目前，飞机制造商要将飞机设计成在单次飞行中能够运输更大且更重的货物。为此，他们试图设置更大的飞机。这种飞机必须比常规飞机具有更多的起落架。这大大增加了起落架的上述问题。另外，增加起落架的数目显然就会增加飞机的重量。

另外，在这些大型飞机中，起落架轮子可能也要比传统的起落架轮子要大。这意味着机身相对于底面处于更高的位置。出于重量和位置的原因，把手必须位于不加压区域，其需要在加压壁面上制出使连杆通过的孔，这可能会带来所有与加压有关的问题。然后把手可能会位于距地面较大的距离处，位于高于人的身高的高度，这增加了维修人员摔下的可能性。

发明内容

本发明正是旨在克服上述技术缺陷。为此，本发明提出了一种操纵飞机起落架的系统，其中门打开控制和起落架展开控制都通过电实现，不管是什么操作模式。因为，电源总是机载可用的，或者是因为在正常操作时喷气发动机的工作，或者如果损失液压能源，或者通过备份推进器以产生一定量的、足以在低级模式(损失液压能源和电能)下操纵飞机的电力，或者如果必需，在维修阶段通过利用地面上的辅助能源(电池、地面电力单元等)。本发明因此提出了在正常操作、应急操作以及维修操作中用电控取代用液压和机械来控制门控制通道和起落架控制通道。

更具体地说，本发明涉及操纵飞机起落架的系统，起落架被安装成铰接在由一组门封闭的起落架舱内，该系统包括：

-起落架舱的总控单元，以启动不同操纵，

-门控制通道，

-起落架控制通道，

其特征在于，当飞机正常操作、应急操作和维修阶段时，总控单元、门控制通道和起落架控制通道由电能源控制。

本发明还可包括一个或多个下述特征：

门控制通道包括至少一个电控门锁定装置、至少一个门致动单元和一个控制致动单元的电控单元。

起落架控制通道包括至少一个电控起落架保持装置、至少一个起落架致动单元和一个控制致动单元的电控单元。

在正常操作中，能源是飞机可用的通用电能供应。

在应急操作中，能源是飞机的通用电能供应或者飞机的次级电源，包括推进器，如果飞机的总电源供应不可用的话。

在维修阶段中，能源是飞机的可用电源或者地面的辅助电源。

门控制通道包括至少一个与门锁定装置相连的电致动机构，和一个与门致动单元的控制单元相连的电致动机构。

起落架控制通道包括至少一个与起落架保持装置相连的电致动机构，和一个与起落架致动单元的控制单元相连的电致动机构。

门控制通道包括电控单元，其在维修阶段启动主门的打开。

总控单元电连接于门控制通道以及起落架控制通道。

总控单元和门控制通道以及起落架控制通道之间的电连接是有线连接。

总控制单元提供门锁定装置和起落架保持装置以及致动单元的致动顺序。

本发明还涉及具有这种起落架操纵系统的飞机。

附图说明

图1，前面已经介绍过了，表示现有技术中用于应急操作的起落架展开系统。

图2，前面已经介绍过了，表示现有技术中用于维修操作的起落架展开系统。

图3表示根据本发明的起落架展开系统。

具体实施方式

本发明提出了一种电控起落架操纵系统。本发明的该系统在图3中示出。

该操纵系统具有门控制通道16和起落架控制通道15。这些通道由总控单元来进行控制。

在本发明中，门控制通道16具有用于每个门的至少一个锁定装置、用于每个门的至少一个致动单元和用于该致动单元的控制单元。如上文解释过的，飞机的起落架舱具有几个门，即一个或多个主门以及至少一个副门。将针对应用于主起落架门来介绍本发明。必须指出本发明也可以应用于飞机的所有主门上(假设飞机具有几个主门)和飞机的一个或多个副门上，应当理解，在这种情况下，只要起落架展开副门就保持打开状态。

各门通过例如致动器或电动机的至少一个致动元件来进行致动。在下文的说明中，致动单元被认为是致动器。致动器通过控制单元18进行控制。该控制单元可以是电磁阀，即由电动机电动控制的液压阀。

各门通过锁定装置17保持在锁定位置上。该锁定装置可以是锁或者自锁致动器，再或者是连接起落架的杆系并且使其通过适当的运动系统在起落架开始展开阶段时使门打开。在下文的说明中，假设该锁定装置是电控锁。因此在本发明中该锁定装置与电子致动系统相连。

换句话说，在本发明的优选实施例中，门控制通道包括：

-锁定装置，其由电致动机构电动控制，和

-门致动器，其由电磁阀液压控制。

在本发明中，起落架控制通道15包括起落架保持装置、至少一个起落架致动单元和至少一个控制该致动单元的控制单元。因此起落架通过例如致动器或电动机的致动单元来致动。下面，假设该致动单元是致动器。该致动器通过电磁阀式控制单元14来控制。

在缩回位置上，起落架由保持装置13保持，其可以是锁或者自锁致动器。这里在下文中，假设保持装置是电控锁。在本发明中，保持锁与电致动机构相连。

因而，在本发明的优选实施例中，起落架控制通道包括：

-起落架保持锁，其由电致动机构控制，和

-起落架致动器，由电磁阀液压控制。

与门控制通道类似，该起落架控制通道由位于例如飞机驾驶舱的总控单元电控。起落架和门的控制通道的不同元件，即致动器和锁，以传统的方式操作，即，它们液压和/或机械地操作。根据本发明，这些元件的控制是完全电控的。换句话说，起落架控制通道和门控制通道的各单元可以接收总控单元发出的电子控制指令。为此，各单元连接于电子致动机构，即电动机或电磁阀。

飞行中，机载电流由例如飞机的喷气发动机提供。因而，在本发明中，在正常操作情况下，操纵起落架并因此操纵门所需的电流可以由飞机的喷气发动机提供，与所有的机载电源一样。

在飞机的正常液压系统发生故障的情况下，设立一个低级模式，即公知的应急操作模式。在该低级模式中，操纵起落架和门所需的电力由飞机的可用能源提供。

在地面上，在维修阶段，电能可以由辅助能源提供。该辅助能源可以例如是飞机的电池或者地面的发电机。

因此可以理解，在本发明中，可以在正常操作以及应急操作或者维修阶段中采用同一个操纵起落架和门的系统。在本发明中，不管操作模式是什么(正常、应急或者维修模式)，门和起落架控制通道的唯一能源是电能。因此不再需要任何特别适用于每个操作模式的机械通道或者液压通道。在本发明中，门控制通道和起落架控制通道只通过电连接与总控单元相连。这些电连接可以是电缆或者甚至是无线连接。

很容易理解，将电缆穿过起落架舱比安装连杆要简单，连杆体积较大、更复杂或者更难于安装，且在紧固点处受应力。

因此在飞行中起落架和门的操纵是通过机务人员利用驾驶舱的机载计算机通过操作开关、连到电子位置传感器上的手柄或者其它电控单元来控制的。该电控单元根据预定顺序传递门打开和起落架展开的指令，以保证在起落架展开之前门可以打开，然后当起落架完成展开后门关闭。相反，在收回起落架过程中，该预定顺序确保主门在升起起落架之前打开然后在收回起落架之后关闭主门和副门。门打开/关闭操作和起落架展开/收回操作的顺序是通过总控单元发出的控制指令顺序来实现的。

在维修阶段，主门的打开可以由电控单元10控制，其放置成很容易被够到。开关或者控制杆式的电控单元10控制起落架舱的主门的打开。该开关可以是由电缆连接于门控制通道16的电按钮的形式。在图3中，开关10和门控制通道16之间的连接由双箭头表示。这种电开关的优点是其可以放置成容易够到。实际上，由于该电开关比把手体积小，所以其可以直接安装到机身或者甚至安装到起落架上。其不会影响飞机的升力，因此其可安装在除了封闭空腔以外的其它任意地方上。例如其可以安装在起落架的支杆上。

因此本发明的系统在重量以及空间方面得到了改进，因为其没有轴、杆或者其它机械连接装置穿过起落架壳体。

Claims (12)

1.一种飞机起落架的操纵系统，起落架被安装成铰接在由一组门封闭的起落架舱内，该系统包括：

-起落架舱的总控单元，以启动不同的操纵，

-门控制通道(16)，

-起落架控制通道(15)，

其特征在于，当飞机处于正常操作、应急操作和维修阶段时，总控单元、门控制通道和起落架控制通道由电能源控制，门控制通道和起落架控制通道只通过电连接来分别与总控单元连接，并且能够根据预定顺序接收由总控单元发出的控制指令。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，门控制通道(16)包括至少一个电控门锁定装置(17)、至少一个门致动单元和一个控制所述致动单元的电控单元(18)。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，起落架控制通道(15)包括至少一个电控起落架保持装置、至少一个起落架致动单元和一个控制所述致动单元的电控单元(18)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在正常操作中，能源是飞机可用的通用电能供应。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在应急操作中，能源是飞机的通用电能供应或者飞机的次级电源，包括推进器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在维修阶段中，能源是飞机的可用电源或者地面的辅助电源。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，门控制通道包括至少一个与门锁定装置相连的电致动机构，和一个与门致动单元的控制单元相连的电致动机构。

8.如权利要求3所述的系统，其特征在于，起落架控制通道包括至少一个与起落架保持装置相连的电致动机构，和一个与起落架致动单元的控制单元相连的电致动机构。

9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，门控制通道包括位于飞机外部的电控单元(10)，以在维修阶段操作打开主门。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，总控单元和门控制通道以及起落架控制通道之间的电连接是有线连接。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，总控单元提供门锁定装置和起落架保持装置以及致动单元的致动顺序。

12.一种飞机，包括可收回的起落架，其特征在于，其包括根据上述任意一个权利要求所述的起落架操纵系统。

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