CN102052422B - 带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器 - Google Patents

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Abstract

一种带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器，属飞机起落架缓冲器。该装置包括活塞筒（18）、活塞杆（1）、高压气瓶（30）和三位三通电磁阀（23）；其中活塞筒（18）和活塞杆（1）构成了缓冲器外部结构，三位三通电磁阀（23）具有电磁阀1号通道（25）、电磁阀2号通道（24）和电磁阀3号通道（22），并分别与高压气瓶（25）、外界大气和充气孔（21）相连接；还包括安装于活塞筒（18）的气压传感器安装孔（17）内并与T型上腔（19）气体直接接触的气压传感器（15）。该缓冲器具有突伸时间短，突伸效果好，突伸力可控，结构简单，工作可靠的特点，并可用于短距起飞的陆基飞机。

Description

带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器
技术领域
本发明属于一种弹射起飞舰载飞机或短距起飞陆基飞机起落架缓冲器。
技术背景
由于舰载飞机在航空母舰上允许起飞的甲板非常短，目前世界上大型航空母舰能够供起飞使用的甲板最大也只有100 m左右，因此舰载飞机短距滑跑后离舰速度会很小，加上离舰后地面效应的丧失，舰载飞机在离舰后可能会出现航迹下沉。如果航迹下沉量过大，很容易坠海，即使不坠海也会增加飞行员的心理负担。同时为保证舰载飞机离舰后的飞行安全，要求舰载飞机离舰迎角既不能太大也不能太小。若离舰迎角太小，导致升力不够，造成航迹下沉过大，影响飞机安全；若离舰迎角太大，容易导致舰载飞机离舰后失速，或者出现摇晃、抖振等现象。要避免这些不安全因素，前起落架必须设计专门的突伸机构或缓冲器，使飞机在弹射结束后能够迅速抬起前轮，增大离舰迎角，减小航迹下沉，从而改善舰载飞机的起飞特性。
对弹射起飞舰载飞机起落架的研究与应用始于20世纪50年代，发展迅速，并在美国、英国等少数国家得到了应用。中国八五期间开始进入预研起步阶段，相对起步较晚，虽对弹射起飞取得了一定的研究成果，但是还没有实现弹射起飞舰载飞机前起落架突伸技术的应用。由于舰载飞机弹射起飞的特殊性，突伸机构或具有突伸性能的缓冲器必须具有突伸时间短、突伸效果好、可靠性高等特性。
目前，国外主要通过缓冲器在弹射拉力作用下，利用缓冲器压缩贮存的势能，实现前起落架突伸的。如专利“舰载机突伸缓冲器”（专利号：US4886248），该缓冲器除低压气室、高压气室、油腔外，增加了突伸油腔，通过单向节流阀控制油腔中油液流向突伸油腔和高压气室的流量。即当缓冲器压缩时，油液大部分流入突伸油腔中，小部分流向高压气室；当缓冲器伸长时，突伸油腔中油液回流入油腔的速度小，高压气室外的油液回流到油腔的速度大。此种缓冲器虽然保证了突伸前缓冲器具有一定的压缩量，但由于突伸时，突伸油腔油液的回流速度小，减缓了缓冲器活塞杆伸长速度，使飞机在短时间内不能建立足够的迎角。因此该种突伸方式突伸时间长，突伸效果不明显。同时该种缓冲器结构较为复杂，增加了起落架的结构重量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种突伸速度快的用于弹射起飞舰载飞机前起落架缓冲器。该缓冲器不仅能够使前起落架产生突伸作用，而且具有突伸速度快、短时间内使飞机建立足够的迎角、结构简单的特点，同时该装置可用于短距起飞的陆基飞机。
一种带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器，其特征在于：包括活塞筒、活塞杆、高压气瓶和三位三通电磁阀；上述活塞筒由活塞筒外筒以及活塞筒内筒组成，活塞筒内筒由底面具有中心油孔的圆柱筒和环型上壁面组成，其中活塞筒内筒将上述活塞筒外筒分成T型上腔和凹型下腔；活塞筒内筒的上壁面和圆柱筒侧壁设有通气孔；上述T型上腔侧壁还设有气压传感器安装孔和充气孔；上述活塞杆由活塞杆外筒、活塞和变截面油针组成，上述活塞上带有回油孔；变截面油针安装于活塞杆外筒内并与活塞杆外筒间形成主油腔；上述活塞杆头部安装于活塞筒内，其活塞杆外筒与活塞筒外筒内壁之间形成回油腔，活塞杆外筒、活塞分别与活塞筒外筒之间密封，其中变截面油针头部伸入活塞筒内筒的中心油孔中；还包括安装于活塞筒的气压传感器安装孔内并与T型上腔气体直接接触的气压传感器；还包括安装于弹射杆上的力传感器；还包括具有电磁阀1 号通道、电磁阀2 号通道，电磁阀3号通道的三位三通电磁阀，其中电磁阀1号通道与高压气瓶连接，电磁阀2号通道与外界大气连接，电磁阀3号通道与活塞筒的充气孔连接；还包括第一信号输入端与上述气压传感器相连，第二信号输入端与上述力传感器相连，信号输出端与上述三位三通电磁阀相连的控制单元。其中活塞杆外筒壁安装有用于使回油孔节流的反弹阀；电磁阀2号通道与大气之间还安装有消声器。
本发明的有益效果：此装置可通过控制气腔压强大小，改变突伸力的大小，从而调节突伸时间，控制舰载飞机离舰迎角，改变舰载飞机舰艏航迹。本装置突伸效果可调，控制系统简单，工作可靠，并便于陆基飞机起落架的舰载改型。
附图说明
附图1为带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器组成结构示意图；
附图2为本带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器结构A向放大图；
图中标号名称：1、活塞杆，2、主油腔，3、变截面油针，4下轴套，5、密封圈，6、回油腔，7、反弹阀，8、中心油孔， 9、上轴套，10、回油孔，11、活塞，12、凹型下腔，13、通气孔，14、活塞筒内筒，15、气压传感器，16、紧固螺母，17、气压传感器安装孔，18、活塞筒，19、T型上腔，20、力传感器，21、充气孔，22、电磁阀3号通道，23、三位三通电磁阀，24、电磁阀2号通道，25、电磁阀1号通道，26、消声器，27、气瓶螺栓塞，28、压环，29、垫片，30、高压气瓶，31、高压气体，32、气腔，33、活塞筒外筒，34、活塞杆外筒。
具体实施方式
如附图1为带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器组成结构示意图。活塞筒18由活塞筒外筒33以及活塞筒内筒14组成。活塞筒内筒14由底面具有中心油孔8的圆柱筒和环型上壁面组成，其中活塞筒内筒14将上述活塞筒外筒33分成T型上腔19和凹型下腔12；活塞筒内筒14的上壁面和圆柱筒侧壁设有通气孔13； T型上腔19侧壁还设有气压传感器安装孔17和充气孔21；活塞杆1由活塞杆外筒34、活塞11和变截面油针3组成，活塞11上带有回油孔10；变截面油针3安装于活塞杆外筒34内并与活塞杆外筒34间形成主油腔2；活塞杆1头部安装于活塞筒18内，其活塞杆外筒34与活塞筒外筒33内壁之间形成回油腔6，活塞杆外筒34与活塞筒外筒33之间通过密封圈5密封，活塞杆1通过上轴套9和下轴套4在活塞筒外筒33内做轴向运动，其中变截面油针3头部伸入活塞筒内筒14的中心油孔8中；安装于活塞筒18的气压传感器安装孔17内并与T型上腔19气体直接接触的气压传感器15；三位三通电磁阀23具有电磁阀1 号通道25、电磁阀2 号通道24和电磁阀3号通道22，其中电磁阀1号通道25与高压气瓶30连接，电磁阀2号通道24通过消声器26与外界大气连接，电磁阀3号通道22与活塞筒的充气孔21连接。消声器26用于减噪。上述活塞杆外筒34外壁安装有用于使回油孔10节流的反弹阀7，反弹阀7遮挡了部分回油孔10，使回油孔10进油速度快，出油速度慢。
这里将利用附图1来具体说明带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器的工作原理。
舰载飞机弹射滑跑过程中，缓冲器受到弹射载荷和舰载飞机重量作用产生压缩。当弹射杆与弹射器滑块脱离时，弹射杆的载荷减小到零，其上的力传感器20传递信号给三位三通电磁阀23，电磁阀1 号通道25和电磁阀3 号通道22接通，高压气瓶30的高压气体31通过电磁阀的1、3 号通道进入缓冲器的气腔32，使气腔32压强迅速增加，使活塞筒18与活塞杆1迅速伸展(突伸过程)。在此过程中，活塞筒内筒14不会影响气腔的高压建立过程，因此充气时间非常短。
当气压传感器15探测到气腔32压强增加到一定值Pg时，气压传感器15通过控制单元传递讯号给三位三通电磁阀23，使电磁阀1 号通道25和电磁阀3 号通道22关闭，充气结束。
当缓冲器全伸长时，气腔32压强达到Pq, 气压传感器15通过控制单元传递讯号给三位三通电磁阀23, 使电磁阀2 号通道24和电磁阀3 号通道22开启，气腔32排气。
当气腔32压强达到Ps时，气压传感器15通过控制单元传递讯号给三位三通电磁阀23, 使电磁阀2 号通道24和电磁阀3 号通道22关闭，气腔32排气过程结束。气腔32压力恢复到未充气前的正常值，以备舰载机着舰时使用。
综上所述，缓冲器突伸能量主要由两部分组成。一部分是利用高压气瓶向缓冲器气腔充入高压气体，使气腔压强迅速增大而产生的能量，这是本装置突伸能量的主要来源；另一部分是缓冲器在弹射拉力作用下压缩贮存的势能。在两部分突伸能量的作用下，缓冲器外筒和活塞杆伸展的速度更快，缓冲器外筒向上伸展使飞机产生一个“抬头”力矩，即使飞机迅速建立所需迎角，增大飞机升力，减少飞机离舰下沉量。同时可以通过改变气腔充气压强，来调节突伸力的大小，从而达到控制舰载飞机离舰迎角的作用。

Claims (3)

1.一种带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器，其特征在于：
包括活塞筒（18）、活塞杆（1）、高压气瓶（30）和三位三通电磁阀（23）；
上述活塞筒（18）由活塞筒外筒（33）以及活塞筒内筒（14）组成，活塞筒内筒（14）由底面具有中心油孔（8）的圆柱筒和环型上壁面组成，其中活塞筒内筒（14）将上述活塞筒外筒（33）分成T型上腔（19）和凹型下腔（12）；活塞筒内筒（14）的上壁面和圆柱筒侧壁设有通气孔（13）；上述T型上腔（19）侧壁还设有气压传感器安装孔（17）和充气孔（21）；
上述活塞杆（1）由活塞杆外筒（34）、活塞（11）和变截面油针（3）组成，上述活塞（11）上带有回油孔（10）；变截面油针（3）安装于活塞杆外筒（34）内并与活塞杆外筒（34）间形成主油腔（2）；上述活塞杆（1）头部安装于活塞筒（18）内，其活塞杆外筒（34）与活塞筒外筒（33）内壁之间形成回油腔（6），活塞杆外筒（34）、活塞（11）分别与活塞筒外筒（33）之间密封，其中变截面油针（3）头部伸入活塞筒内筒（14）的中心油孔（8）中；
还包括安装于活塞筒（18）的气压传感器安装孔（17）内并与T型上腔（19）气体直接接触的气压传感器（15）；
还包括安装于弹射杆上的的力传感器（20）；
还包括具有电磁阀1 号通道（25）、电磁阀2 号通道（24），电磁阀3号通道（22）的三位三通电磁阀（23），其中电磁阀1号通道（25）与高压气瓶（30）连接，电磁阀2号通道（24）与外界大气连接，电磁阀3号通道（22）与活塞筒的充气孔（21）连接；
还包括第一信号输入端与上述气压传感器（15）相连，第二信号输入端与上述力传感器相连，信号输出端与上述三位三通电磁阀（23）相连的控制单元。
2.根据权利要求1所述的带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器，其特征在于：上述电磁阀2号通道（24）与上述大气之间还安装有消声器（26）。
3.根据权利要求1所述的带有高压充气式突伸机构的前起落架缓冲器，其特征在于：上述活塞杆外筒（34）外壁安装有用于使回油孔（10）节流的反弹阀（7）。
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