CN101432546B - 设置在飞机的相邻着陆襟翼之间的互连支杆 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种互连支杆(10，10’)，其包括两个可以沿互连支杆(10，10’)的纵向(L)彼此相对运动的同轴设置的支杆部件(20，21，20’，21’)，限定了两个支杆部件(20，21，20’，21’)的相互移动能力的两个端部止动部，以及阻尼装置(30，31，30’，32，32’)，这些阻尼装置用于在超过特定允许的位移时，在到达端部止动部之前，阻止支杆部件(20，21，20’，21’)的位移移动，其中，阻尼装置(30，31，30’，32，32’)由可以在产生力的范围内产生塑性变形的材料制成，阻尼装置(30，31，30’，32，32’)可以被压缩以便阻止沿纵向(L)的位移移动，同时，通过压缩，经受横切纵向(L)的横剖面扩大。
Description
技术领域
本发明涉及设置在飞机的相邻着陆襟翼之间的互连支杆。
背景技术
大型飞机(如商用或运输飞机)在它们的每一支承表面上均包括多个相似的襟翼，这些襟翼以相同的方式工作并可以被同步驱动。这些襟翼例如为设置在支承表面的后缘上的着陆襟翼。所述着陆襟翼通常被分为内、外和中央着陆襟翼并由独立的襟翼驱动单元驱动。为了即使在襟翼驱动单元发生故障的情况下也不会降低飞行的安全性，相邻的襟翼通过所谓互连支杆结合。所述互连支杆被设计成：相邻的襟翼能够在特定允许的范围内实现不同的运动，并能够使相邻的襟翼实现不同的位置，例如相邻的襟翼可以实现不同的调节速度、不同的动态载荷以及不同的运动特性。例如，如果襟翼驱动单元发生故障，根据飞行状态，最初仍能够使襟翼在允许的运动范围内运动。从空气动力学的观点考虑，在这种连接中，这种允许的运动范围是固定的，从而不会妨碍在任意的襟翼上发生。如果超过允许的运动范围，则设置在互连支杆上的金属端部止动部和阻止相对于这些端部止动部的位移移动的阻尼件能够确保相邻的襟翼仅能适用于有限范围的不同位置。通过设置在互连支杆上的传感器可以探测超过了允许范围并发出对应的报警信号。报警信号通知飞行员发生了故障，由此飞行员不再允许使襟翼运动。因此，襟翼驱动单元停止在相应的位置处，结果，使襟翼固定。
一种互连支杆通常包括两个同轴布置的支杆部件，这些支杆部件可以沿互连支杆的纵向、在允许的范围内彼此相对自由移动。在这种情况下，支杆部件之间的允许位移适于相邻襟翼之间的允许运动范围。另外，互连支杆具有限定支杆部件的位移能力的端部止动部，以及减弱对端部止动部的冲击的阻尼件。如果超过两个支杆部件之间的允许位移，则在到达端部止动部之前，阻尼件会阻止支杆部件之间的位移运动。
为了阻止位移移动，特别是减弱两个支杆部在它们端部的止动部上的冲击，例如在襟翼驱动单元与襟翼之间的连接破坏的情况下，阻尼件采用了由管件和球形部分构成的多部分结构。在这种情况下，管件和球形部分在两个支杆部件之间、沿互连支杆的纵向以串连方式同轴设置。如果超过两个支杆部件之间的允许位移，则阻止位移运动。在这种情况下，从内侧沿径向，通过球形部分使管件产生局部塑性以及局部弹性膨胀而抵靠在同轴位于外侧上的支杆部件上。同时，管件沿径向向内将球形部分压在同轴位于内侧的支杆部件上。
在图4中举例显示了互连支杆。互连支杆100包括两个同轴布置的支杆部件200，210，这两个支杆部件可以沿互连支杆100的纵向L彼此相对移动。为了能够确定是否已超过两个支杆部件200，210彼此相对的允许位移，在同轴位于外侧的支杆部件200上设置传感器400。该传感器探测与同轴位于内侧的支杆部件相连的发送元件420的位置。在支杆部件200，210之间同轴设置阻尼件300。在图4中所示的互连支杆100的阻尼件300适于阻止由作用于互连支杆100上的拉力以及压缩力产生的位移运动。为此，阻尼件300由管件320以及适于管件320直径的球形部分320构成。将阻尼件设置在两个保持件500，510之间。将保持件500，510设置在两个止动面600，610之间，所述止动面设置在同轴位于外侧的支杆部件200上。通过以前表面将球形部分340压入管件320内，可以使两个保持件500，510彼此相对运动，其中，在同轴位于内侧的支杆部件210上的保持件500，510的两侧设有一个相应的轴环700，710。保持件500，510与轴环700，710之间两侧的间距对应于两个支杆部件200，210彼此相对的允许位移。如果超过沿两个方向中的一个方向的允许位移，则一个相应的轴环700，710碰撞两个保持件500，510中的一个保持件并通过以前表面将球形部分340压入管件320内，使所述保持件彼此相对运动。结果，在到达端部止动部之前，阻止了两个支杆部件200，210之间的位移移动。
这种典型的互连支杆的缺陷在于首先重量较大，特别是因由钢制成的阻尼件的重量较重而产生较大的重量。另外，由于需要选择材料以及要求球形部分与管件的装配精度，因此，用于制造互连支杆，特别是用于制造阻尼件的制造成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单结构并且能够减轻重量的互连支杆。
该目的是由权利要求1所述的互连支杆实现的，其中，阻尼装置由在产生力的范围内可塑性变形的材料制成，可以压缩阻尼装置以便沿纵向阻止位移移动，同时，通过压缩，使其横切纵向经受横剖面扩大。通过利用压缩与所产生的横剖面扩大的结合效果，例如，能够制造以整体件形成阻尼装置的多个阻尼件，从而能够显著地降低制造成本。另外，可以将在产生力的范围内的能够塑性变形的任意材料用作阻尼装置，其结果是能够进一步降低制造成本。通过使用可以在产生力的范围内塑性变形的材料，能够确保持续保持横剖面扩大并且不会再次释放在压缩期间被吸收的动能。
本发明的互连支杆的优点在于：例如，可以将形成阻尼装置的阻尼件设计成一体件，通过压缩与所产生的横剖面扩大的结合，阻尼装置能够吸收大量的动能以便阻止位移移动。结果，相对于现有技术，不再具有形成彼此相互作用的阻尼件的两个部分，此时仅是一个部分。
另外，以一体件设计的阻尼件的压缩和横剖面扩大的结合允许将非铁类金属材料以及非金属材料用于阻尼装置，它们与以前所使用的钢材相比，重量更轻。结果，相对于已知的互连支杆，能够显著降低制造本发明的互连支杆的结构重量以及成本。另外，压缩与横剖面扩大的结合能够确保通过阻尼装置承受非常大的力。
本发明的一个优选的实施例提供了在两个支杆部件之间同轴设置阻尼装置。最好，同时，阻尼装置包括用于在允许位移的范围内，在正常操作期间，相互导引彼此同轴设置的两个支杆部件的装置。
本发明的一个特别优选的实施例提供的是：阻尼装置分别包括用于超过允许位移时作用于互连支杆上的牵引力和压缩力的阻尼件。在这种结构中，第一阻尼件仅用于阻止由作用于互连支杆上的压缩力产生的位移移动。对于较长支杆而言，具有用于牵引力和压缩力的独立阻尼件的设计是特别有利的，因此，用于布置阻尼件的结构的成本非常低。最好，在这种连接中，阻尼装置通过一个相应的保持件被牢固设置在两个支杆部件中的一个支杆部件上，在超过允许位移时，两个阻尼件中的一个阻尼件碰撞设置在另一支杆部件上的止动面上，并且通过同步横剖面扩大对其压缩以便阻止位移移动。在这种情况下，端部止动部可以由保持件和相关的止动面形成。在这种情况下，为了阻止位移移动，超过允许位移首先将相应的阻止件压在相应的止动面上，随即，相应的保持件与相关的止动面形成相应的端部止动部。也可以想到：在保持件碰撞到相应的止动面之前，两个支杆部件直接彼此接触，从而形成端部止动部。
本发明的另一特别优选的实施例提供的是：阻尼装置包括用于在超过允许位移时作用于互连支杆上的牵引力和压缩力的公共阻尼件。在这种连接中，完全相同的一个阻尼件起到了阻止由作用于互连支杆上的拉力产生的位移移动以及阻止由作用于互连支杆上的压缩力产生的位移移动的作用。具有用于牵引力和压缩力的公共阻尼件的设计对于在支杆部件之间的较大的允许位移是特别有利的。最好，在这种情况下，将阻尼件设置在两个保持件之间，通过压缩阻尼件，这两个保持件可以在设置于两个支杆部件中的一个支杆部件上的两个止动表面之间，彼此相对移动，在另一支杆部件上的保持件的两侧，分别在两个保持件中的一个上设置一个相应的轴环，所述轴环相对于保持件间隔全部允许位移，以便在超过支杆部件彼此相对的允许位移时，根据力的方向，一个或另一个轴环相应地碰撞两个保持件中的一个保持件，从而使两个保持件彼此相对运动并且压缩设置在保持件之间的阻尼件以便在产生横剖面扩大的情况下，阻止位移移动。
本发明的另一特别优选的实施例提供的是：阻尼件为一体件。压缩以及横切纵向的横剖面扩大的结合允许阻尼件具有非常简单的结构设计，以便可以实现一体设计。
本发明的另一特别优选的实施例提供的是：阻尼件包括最好空心圆柱形环，该环由可以在产生力的范围内产生塑性变形的材料制成。为了在超过允许位移时阻止最终的冲击，环最好还包括过渡台阶。
根据本发明的一个优选实施例，阻尼件由纤维强化塑料制成。也可以想到：阻尼件由绕制纤维强化塑料制成。纤维强化塑料最好为碳纤维强化塑料(CFRP)。由纤维强化塑料制成的部件的结构可特别被设计用于特定类型的载荷。另外，纤维强化塑料能够以控制方式吸收非常大量的变形能。
本发明的一个最佳实施例包括：用于探测支杆部件彼此相对位移的装置，该装置在通过互连支杆彼此连接的相邻襟翼进行进一步动作之前，在超过允许位移时，能够产生报警信号。用于探测支杆部件的位移的装置例如可以包括至少一个设置在一个支杆部件上(最好同轴位于外侧)的传感器以及可由传感器探测的设置在另一支杆部件上(最好同轴位于内侧)的发送元件。在这种情况下，发送元件和传感器与支杆部件的位移一起相对移动。因此，最好将也被表示为目标的发元件设计成：除了超过允许的位移以外，也可以探测允许范围内的更小的位移，以便例如为了能够识别襟翼驱动单元的故障和危险的故障，在正常操纵期间，也可以探测襟翼之间的不同位置。
附图说明
下面，将参照实施例以及附图，对本发明进行更详细的说明：
图1显示了根据本发明一个实施例的互连支杆的侧视图，
图2显示了贯穿图1所示的互连支杆的纵剖面，其带有作用于互连支杆上的拉力和压缩力的独立阻尼件，
图3显示了贯穿本发明实施例的互连支杆的纵剖面，其带有作用于互连支杆上的拉力和压缩力的公共阻尼件，
图4显示了贯穿具有多部分阻尼件的例子的互连支杆的纵剖面。
参考标号的列表
10，10’ 互连支杆
20，20’ 支杆部件
21，21’ 支杆部件
22 杆
23 冲击表面
24 轴环
25 冲击表面
30，30’ 阻尼件
31 阻尼件
32，32’ 环
33 轴环
34 盘形件
35 过渡台阶
40，40’ 传感器
42，42’ 发送元件
50，50’ 保持件
51，51’ 保持件
52 冲击表面
53 冲击表面
60，60’ 止动面
61，61’ 止动面
70 轴环
71 轴环
80 自由端
81 自由端
82 头部
83 头部
90，90’，90” 导引件
91，91’ 导引件
92，92’ 刮油环
100 互连支杆
200 支杆部件
210 支杆部件
300 阻尼件
320 管件
340 球形部分
400 传感器
420 发送元件
500 保持件
510 保持件
600 止动面
610 止动面
700 轴环
710 轴环
L 互连支杆的纵向
具体实施方式
图1所示的互连支杆10由两个同轴布置的支杆部件20，21构成，这些部件可以沿互连支杆10的纵向L、在可允许的范围内自由相对移动。在彼此分离的支杆部件20，21的自由端80，81上设置一个相应的头部82，83，以便分别连接未示出的两个相邻着陆襟翼中的一个襟翼。在同轴设置在外侧上的支杆部件21上，在外侧设有两个传感器40，这些传感器能够探测图2中所示的发送元件42的位置，其中，所述发送元件42与同轴设置在内侧上的支杆部件21相连并且同轴布置在两个支杆部件20，21之间。如果沿牵引方向或压缩方向超过支杆部件20，21之间的最大允许位移，则传感器40会识别这种情况并且将对应的报警信号发送至飞机的座舱。立即，在座舱中发出通知襟翼驱动单元故障并阻止襟翼进一步运动的警报。但是，在原则上，也可以想到：可通过没有布置在互连支杆10上的传感器，例如通过布置在襟翼前表面上的光学传感器探测襟翼之间的不同位置。
在图2中可以看到同轴布置两个支杆部件20，21的方法。在两个支杆部件20，21之间同轴设置导引件90，91，并且，这些导引件可移动地沿互连支杆10的纵向L相互连接两个支杆部件20，21。在这种连接中，导引件90牢固设置在远离自由端80的同轴位于内侧的支杆部件20的端部上，并且，第2导引件91牢固设置在远离自由端81的同轴位于外侧的支杆部件的端部上。在导引件90，91与可相对于该处移动的相应支杆部件21，20之间设有刮油环92，这些刮油环能够保持配合表面洁净并保护滑动表面。在图2中所示的互连支杆10包括两个阻尼件30，31。在这种情况下，第1阻尼件30专门用于阻止由作用于互连支杆10上的拉力产生的位移移动，并且，第2阻尼件31专门用于阻止由作用于互连支杆10上的压缩力产生的位移移动。通过相应的保持件50，51，将分别由环32构成的阻尼件30，31牢固设置在同轴位于内侧的支杆部件20上。其上设有阻尼件30的保持件50例如由轴环33构成，而阻尼件31的保持件51由带有适用于环32的台肩的盘形件34构成。在超过允许位移时，两个阻尼件30，31中的一个阻尼件根据位移的方向，碰撞布置在同轴位于外侧上的支杆部件21上的止动面60，61上并且被压缩以便阻止位移运移动，并且同时横剖面扩大。为了减弱阻尼件30，31在止动面60，61上的冲击，在形成阻尼件30、31的环32上形成过渡台阶35。在同轴位于内侧的支杆部件20上，牢固安装可以由图1所示的传感器40探测的发送元件42。在支杆部件20，21的自由端80，81上设置头部82，83。
特别是对于长形互连支杆10而言，可以将一个相应的阻尼件30，31用于牵引力和压缩力，如图2所示。因此，可以简化互连支杆10的结构。在超过允许的位移时，将关于发送元件42相对于传感器40的位置的信号传递至座舱内。随后，襟翼不再能够移动。为了消除误差，根据力的方向，阻尼件30，31与止动面60，61接触，即在拉力的作用下，阻尼件30与止动面60接触，在压缩力的作用下，阻尼件31与止动面61接触。可以沿径向向内，分别将阻尼件30，31压缩20mm以便阻止位移运动，同时，横切互连支杆10的纵向L向外产生同步横剖面扩大。以这种连接方式，阻尼件30，31可以吸收120KN的力。随即到达金属端部止动部，从而在压力的作用下，支杆部件20的杆22碰撞支杆部件21的冲击表面23，在拉力的作用下，设置在支杆部件20上的轴套24碰撞支杆部件21的冲击表面25。因此，两个冲击表面23，25均起到端部止动部的作用。
在图3中显示了本发明的互连支杆10’的一个实施例，其带有用于在超过允许位移时作用于互连支杆10’上的牵引力和压缩力的公共阻尼件30’。互连支杆10’本身包括两个同轴布置的可相互移动的支杆部件20’，21’。阻尼件30’同轴设置在支杆部件20’，21’之间。具有用于牵引力和压缩力的公共阻尼件30’的结构是有利的，特别是在支杆部件20’，21’之间具有较大允许位移的情况下。阻尼件30’设置在保持件50’，51’之间，这两个保持件布置在两个止动面60’，61’之间，所述止动面设置在同轴位于外侧的支杆部件21上。通过阻尼件30’的压缩，可以使两个保持件50’，51’彼此相对运动。在同轴位于内侧的支杆部件20’上，在保持件50’，51’的两侧设有分别作用于两个保持件中一个保持件上的一个相应轴环70，71。因此，两个轴环70，71相对相关保持件50’，51’的距离的总和对应于允许的位移。如果超过两个支杆部件20’，21’之间的允许位移，则根据力的方向，一个或另一个轴环70，71分别碰撞两个保持件50’，51’中的一个保持件，从而可以使两个保持件50’，51’彼此相对运动并且压缩设置在保持件50’，51’之间的阻尼件30’以便通过同步横剖面的扩大来阻止位移运动。阻尼件30’由环32’构成。环32’包括过渡台阶35’，以便在超过允许位移时减弱冲击。
在图3中所示的互连连杆10’还包括与同轴位于内侧的支杆部件20’牢固相连的发送元件42’，其可以通过设置在同轴位于外侧上的支杆部件21’外侧的两个传感器40’探测。如果超过支杆部件20’，21’之间的允许位移，则通过传感器40识别这种情况并将信号发送至座舱内。随后，襟翼不再能够运动。为了消除误差，此时，根据力的方向，通过碰撞保持件50’上的止动面60’或碰撞保持件51’上的止动面61’的轴环70或71，压缩两个保持件50’，51’之间的阻尼件30’，并且，使两个保持件50’，51’彼此相对运动。因此，阻尼件30’以30mm变形，直至两个保持件以它们的碰撞表面52，53彼此碰撞。在保持件50’，51’的碰撞表面52，53彼此碰撞之前，将阻尼件30’压缩至沿径向向内和沿径向向外经受塑性横剖面扩大的程度。
随后，通过关闭襟翼驱动单元，将襟翼保持在相应的位置处。因此，保持件50’，51’的两个碰撞表面52，53形成端部止动部，从而能够限定支杆部件20’，21’彼此之间的移动能力。因此，互连支杆10’的保持件50’，51’能够同时起到导引件90’，90”的作用。为了稳定，在支杆部件90’，90”之间同轴设有另一个导引件91’，所述导引件91’和刮油环92’最好由特氟隆构成并且通过硅环被分别压在配合表面上，并且，设置在必须保持干净并避免灰尘以及形成冰的所有导引点处。
值得注意的是：在图1～3中的阻尼件30，31和31’允许相应的特定阻尼长度，通过这些长度，在到达金属端部止动部之前，能够阻止支杆部件之间的位移运动。这些阻尼长度最好在20～30mm之间。如果阻尼长度用完和/或者发生相撞，则仅仅能够到达支杆部件20与21和/或20’与21’之间的金属端部止动部。对于作用于互连支杆上的拉力的情况而言，这些端部止动部在图2中由轴环24和冲击表面25形成，而在图3中则由将保持件50’推至冲击表面53上的轴环70形成。对于作用于互连支杆上的压缩力而言，图2中的端部止动部由杆22以及冲击表面23形成，而在图3中则由将保持件51’推至冲击表面52上的轴环71形成。
Claims (15)
1.一种互连支杆(10，10’)，包括：
两个能够沿互连支杆(10，10’)的纵向(L)彼此相对运动的同轴设置的支杆部件(20，21，20’，21’)，
限定两个支杆部件(20，21，20’，21’)的相互可移动性的两个端部止动部，以及
阻尼装置，所述阻尼装置用于在超过特定允许的位移时，在到达端部止动部之前，阻止支杆部件(20，21，20’，21’)的位移移动，阻尼装置由可塑性变形的材料制成，阻尼装置能够沿所述纵向(L)被压缩以便阻止位移移动并且在沿所述纵向(L)被压缩时经受横切所述纵向(L)的横剖面的径向向内和径向向外的扩大。
2.根据权利要求1所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼装置同轴设置在两个支杆部件(20，21，20’，21’)之间。
3.根据权利要求1或2所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼装置包括用于在允许位移的范围内、相互导引彼此同轴设置的两个支杆部件(20，21，20’，21’)的装置(90，91，90’，90”)。
4.根据权利要求1所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼装置分别包括用于在超过允许位移时对互连支杆(10)施加的牵引力和压缩力的阻尼件(30，31)。
5.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：两个阻尼件(30，31)通过一个相应的保持件被牢固设置在两个支杆部件(20，21)中的一个支杆部件上，在超过允许位移时，两个阻尼件(30，31)中的一个阻尼件碰撞另一支杆部件(21，20)上设置的止动面(60，61)。
6.根据权利要求1所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼装置包括用于在超过允许位移时对互连支杆(10’)施加的牵引力和压缩力的复合阻尼件(30’，32’)。
7.根据权利要求6所述的互连支杆，其特征在于：所述复合阻尼件(30’，32’)设置在两个保持件(50’，51’)之间，这两个保持件设置成通过压缩复合阻尼件(30’，32’)能够在两个支杆部件(21’)中的一个上设置的两个止动面(60’，61’)之间彼此相互靠近地移动，
在另一支杆部件(20’)上，在保持件(50’，51’)的两侧分别设置作用于两个保持件中的一个上的一个轴环(70，71)，以便在超过允许的位移时，根据力的方向，两个轴环(70，71)中的一个轴环碰撞两个保持件(50，51’)中的一个保持件。
8.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼件为一体件。
9.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼件包括环。
10.根据权利要求9所述的互连支杆，其特征在于：所述环包括过渡台阶(35，35’)。
11.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：所述阻尼件由纤维强化塑料制成。
12.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：阻尼件通过将纤维强化塑料绕制而制成。
13.根据权利要求11或12所述的互连支杆，其特征在于：纤维强化塑料为碳纤维强化塑料(CFRP)。
14.根据权利要求4所述的互连支杆，其特征在于：通过用于探测支杆部件(20，21，20’，21’)彼此相对位移的装置(40，42，40’，42’)，在超过允许位移时，产生报警信号。
15.根据权利要求14所述的互连支杆，其特征在于：用于探测支杆部件(20，21，20’，21’)位移的装置包括至少一个设置在一个支杆部件(21，21’)上的传感器(40，40’)以及可由传感器(40，40’)探测的设置在另一支杆部件(20，20’)上的发送元件(42，42’)。
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