CN102099248A - 飞机起落架致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括可在收起位置与展开位置之间旋转的起落架支柱(14)的起落架系统(10)。致动器(18)连接到起落架支柱，并包括容纳于共同的本体中并可相互独立工作的主驱动和应急驱动。与致动器(18)通讯的控制器(32)设置为响应输入发出指令使致动器在收起与展开位置之间移动。控制器(32)发出指令使得在正常工作状态时主驱动工作，发出指令使得在主驱动失效状态下应急驱动工作。致动器(18)包括支撑彼此同轴设置的应急导引螺杆和主导引螺杆的本体。主马达和应急马达分别连结到主导引螺杆和应急导引螺杆。输出杆由本体支撑并从本体伸展。输出杆螺纹连结到主导引螺杆、与主导引螺杆同轴并设置为响应主导引螺杆的旋转沿轴向移动。制动器选择性地使应急驱动工作和不工作。

Description

飞机起落架致动器
背景技术
本发明涉及一种飞机起落架致动器。更具体地，本发明涉及一种当机械地卡住时将不会阻止飞机起落架完全展开的致动器。
飞机所采用的起落架设备在着陆过程中必须能从收起位置可靠地展开。在一种起落架设备中，通过伸展/收回致动器使起落架绕枢轴旋转。锁定保持构件被偏置到超过中心的位置从而将起落架锁定在展开位置。为了收起起落架，解锁致动器从超过中心的位置拉动锁定保持构件，由此允许伸展/收回致动器将起落架收起到收起位置。伸展/收回致动器和解锁致动器通常均由液压驱动。期望利用电动机械的致动器而从日益增长的电驱动飞机系统的应用中获益。
在致动器中发生机械卡住的情况下起落架致动器必须可靠地展开。如果使用电动机械的致动器，则电动机械的致动器还必须在主电源失效的情况下展开。需要一种无论是否发生机械卡住或主电源损失都能完全展开起落架的耐卡住的伸展/收回致动器。
发明内容
本发明涉及一种包括可在收起位置与展开位置之间旋转的起落架支柱的起落架系统。致动器连接到起落架支柱，并包括容纳于共同的本体中并可相互独立工作的主驱动装置和应急驱动装置。与致动器通讯的控制器设置为响应输入在收起与展开位置之间控制致动器。在正常工作状态控制器控制主驱动装置，而在主驱动装置故障的状况下控制应急驱动装置。
例如，致动器包括支撑彼此同轴设置的应急导引螺杆和主导引螺杆的本体。在一个实例中，主马达和应急马达分别连结到主导引螺杆和应急导引螺杆。输出杆由本体支撑并从本体延伸。输出杆螺纹连结到主导引螺杆并与主导引螺杆同轴并且设置为响应主导引螺杆的旋转沿轴向移动。在一个示例实施例中，制动器选择性地启用和禁用应急驱动装置。
通过下面的说明书和附图，可更好地理解本申请的这些和其它的特征，下面简要地描述本发明。
附图说明
图1a至图1d分别示意性示出了处于展开并锁定位置、展开未锁定位置、正在收起位置以及收起位置的起落架。
图2是伸展/收回致动器和解锁致动器的控制系统的示意图。
图3是伸展/收回致动器的主要和应急导引螺杆的横截面剖视图。
图4是通过主马达及齿轮箱和应急马达及齿轮箱的图3所示的伸展/收回致动器的横截面剖视图。
图5是通过主马达及齿轮箱和应急马达及齿轮箱并通过副轴的图3所示的伸展/收回致动器的另一横截面剖视图。
图6是伸展/收回致动器的制动器的高度示意图。
图7a和图7b分别是收起循环和展开循环的示意性流程图。
图8至图13示意性示出了在机械卡住的情况中收起循环和展开循环过程中的伸展/收回致动器。
具体实施方式
图1a至图1d中示出了起落架10的收起循环。图1a示出了起落架10处于完全展开并锁定的位置。图1b示出了起落架10处于完全展开但未锁定的位置，图1c示出了正在收起的起落架10。图1d示出了起落架10处于收起的位置。
起落架10包括支撑轮16的支柱14。支柱14可响应于伸展/收回致动器对臂部19施力而围绕由机身12提供的枢轴旋转。例如，连杆装置20连接支柱14的下部与机身12。锁定保持构件22在连杆装置20与支柱14之间互连从而将起落架10锁定在完全展开的位置直到飞行员收起起落架。
图1a中示出了被锁定在完全展开位置的起落架10。示例的锁定保持构件22包括在连结点D彼此可枢转地固定的第一和第二连杆21、23，最佳视图见图1b。第一连杆21的一端在枢转点B连接到支柱14。第二连杆23的一部分在枢转点C连接到连杆装置20。偏置件26设置在锁定保持构件22与连杆装置20之间用以将锁定保持构件22偏置到图1a所示的锁定位置。解锁致动器24在连杆装置20与锁定保持构件22之间互连用以从超过中心的位置(从图1a所示的锁定位置)拉动连结点D，如图1b的箭头所示，因而伸展/收回致动器18可使起落架10移动到收起位置。
对于示例的解锁致动器24，一旦锁定保持构件22已从超过中心的位置移动，则解锁致动器24自由地行进。也就是说，锁定保持构件22不再在解锁致动器24的驱动下移动，而是，锁着起落架10被收起，伸展/收回致动器18使锁定保持构件22和解锁致动器24移动。
控制器32用于控制起落架的运行并感测各个部件的位置。控制器32可为硬件和/或软件并构造为单个或多个单元。例如，锁定位置传感器28与控制器32通讯从而检测处于锁定位置的锁定保持构件22，如图1a示意性所示。收起位置传感器30与控制器32通讯并检测起落架10的一部分的位置以确保起落架10完全收起。
其它的传感器可用于检测在起落架的运行中的故障。例如，位置传感器54与伸展/收回致动器18相关联从而确定伸展/收回致动器18内的部件的位置，如图2所示。位置传感器54与控制器32通讯并用于判断是否已发生故障。输入和输出装置31、33也与控制器32通讯。输入装置31包括例如一个或多个飞行员起动的控制装置。输出装置33包括例如故障指示器或位置指示器。
参照图2，伸展/收回致动器18包括例如容纳两个独立的致动器的本体，这两个独立的致动器背靠背地配合使得导引螺杆同轴并伸缩设置。伸展/收回致动器18内的部件的位置是示意性的，如果需要，可以不同的方式设置。
参照图2至图5，伸展/收回致动器18包括连接到飞机和起落架支柱14的相对的端部34。在未发生机械卡住的“正常”工作的过程中，输出杆36轴向地伸展和收回以使支柱14移动，同时应急导引螺杆38保持在轴向固定位置。更具体地，主马达44通过主齿轮箱46旋转地驱动主导引螺杆40。主马达44使主传动轴70旋转，主传动轴通过副轴64旋转地驱动主传动齿轮58，最佳视图见图4和图5。在该实例中，主传动轴70与主导引螺杆40平行。主传动齿轮58附连到主导引螺杆40的与输出杆36相对的端部，输出杆36包括容纳主导引螺杆40的螺母56。
主马达44被选择性地供能从而旋转地驱动主导引螺杆40并使输出杆36沿轴向伸入和伸出本体。主导引螺杆40的一部分由输出杆36的内腔42容纳。如图4示意性所示，主马达44包括两个单独的并独立缠绕的线圈66、68，如图2所示，这两个线圈连接到两个单独的能量源43、45。由此在主驱动装置中产生余度并使飞行员在失败的尝试之后尝试操控起落架10时可选择不同的能量源。
参照图3，主导引螺杆40由设于主传动齿轮58的轴承57支撑。应急传动齿轮60上的轴承59支撑应急导引螺杆38。滚柱轴承61设于主传动齿轮58与应急传动齿轮60之间用以沿轴向支撑导引螺杆38、40。
当主驱动装置发生机械卡住、故障或能量损失时，应急马达48用于促使应急导引螺杆38沿轴向伸入和伸出本体，如图4所示。波纹管62包围应急导引螺杆38的从本体延伸到端部34的部分。在主驱动装置故障的过程中，输出杆36被保持在相对于本体轴向固定的位置。在一个实例中，利用与主马达44中的线圈66、68的至少一者不同的能量供应(在图2中由47示意性示出)对应急马达48供能，因而在主驱动装置发生能量损失的情况中应急驱动装置将继续工作。
在工作中，应急马达48利用应急传动轴72通过应急齿轮箱50旋转地驱动应急传动齿轮60促使应急导引螺杆38沿轴向伸入和伸出本体。在实例中，应急传动轴72与应急导引螺杆38平行。在主驱动装置用于使输出杆36轴向移动的“正常”工作过程中，制动器52用于锁定应急导引螺杆38并阻止导引螺杆旋转。因此，制动器52处于正常接合状态以阻止应急驱动装置运行。在主马达44发生能量损失时，制动器52自动地释放或脱离，由此允许利用应急马达48旋转地驱动应急导引螺杆38。
图6中示意性示出了制动器52。通过关于致动器壳体79和毂82固定的摩擦盘80使制动器正常地接合。致动器壳体79与伸展/收回致动器18的本体相关联，并且毂82与应急传动轴72(图4)相关联。弹簧86偏置压力板84以促使摩擦盘80相互接合，由此关于致动器壳体79固定毂82。三个线圈74、76、78中的一个线圈可用于通过使压力板84沿销88收回以克服弹簧86而使制动器52脱离。在一个实例中，线圈74由主能量源操控，线圈76、78由应急能量源独立地操控。
通过图7a和图7b中示出的流程图示意性示出了起落架10的工作。图7a示出了以起落架处于展开位置开始的收起循环90，如方框92所示。如方框94所示，飞行员发出升起起落架的指令，由此使锁定保持构件从超过中心的位置移动(方框96)。输出杆36开始伸展以收起起落架(方框98)，但在该实例中该输出杆被卡住(方框100)。传感器28、30、54与控制器32协作以发送信号(方框102)告知飞行员起落架没有如所期望地收起。如果起落架仅在收起方向上被卡住，则起落架可完全地展开和锁定，如方框104、106所示。飞行员被告知起落架完全地展开(方框108)以及哪些构件出现故障(方框110)。飞行员可尝试使起落架再次循环到收起位置以确定上述卡住是否可以消除(方框112)。
方框114示出了双向卡住。在失败的再循环尝试(方框116)之后，飞行员可利用应急驱动装置(方框118)使起落架完全展开(方框120和122)。随后，飞行员被警告伸展/收回致动器18处于故障模式(方框124)。下面参照图7b中示意性示出的展开循环126更详细地阐述应急驱动装置使起落架完全展开的操作。
参照图7b，方框128示出了处于收起位置的起落架。飞行员发出展开起落架的命令(方框130)。参照图8，示出了处于收起位置的伸展/收回致动器18。为了收起起落架，主马达44被供能(在制动器52接合的情况下)从而旋转地驱动主导引螺杆40，由此使输出杆36沿轴向向内移动，如图9所示。当起落架正在展开(方框132)时，起落架被卡住(方框134)。在一个实例中，在展开循环过程中主驱动装置在图10所示的位置处被卡住，或者在该位置时主马达44发生能量损失。飞行员被告知卡住(方框136)，飞行员可尝试使起落架(方框138)再次执行循环以消除卡住。通过在一定程度上收起起落架(140)随后再次展开起落架(方框142、144、146)有时能实现消除上述卡住。
如果在再次尝试展开的过程中起落架再次发生卡住(方框148)，则飞行员可利用应急驱动装置使起落架完全展开(方框118)。线圈74、76、78(图6)中的一者被供能以释放制动器52，由此允许应急传动齿轮60旋转。应急马达48被供能从而通过应急齿轮箱50旋转地驱动应急传动齿轮60，由此使应急导引螺杆38相对于本体沿轴向向外移动，如图11和图12所示，直到起落架已完全展开(方框122)。如此，当主驱动装置发生卡住或能量损失时，起落架10可循环到完全展开位置。
一旦主驱动装置中的卡住消除或者能量恢复时，主马达44用于重置伸展/收回致动器18内的部件的位置，如图13所示。例如在利用线圈74释放制动器52的情况中，主马达44旋转地驱动主导引螺杆40进入输出杆36中。同时，主导引螺杆40向回驱应急导引螺杆38返回到它的“原位”或关于本体的“正常”轴向位置。
尽管已描述了示例实施例，但本领域的普通技术人员将认识到可在权利要求的范围内进行一定的修改。为此，下面的权利要求应旨在确定本发明的真实的范围和内容。

Claims (17)

1.一种起落架系统，包括：
可在收起位置与展开位置之间旋转的起落架支柱；
连接到所述起落架支柱的致动器，所述致动器包括容纳于共同的本体中并可相互独立操作的主驱动装置和应急驱动装置；以及
与所述致动器通讯的控制器，所述控制器设置为响应输入在收起与展开位置之间控制该致动器，所述控制器在正常工作状态期间控制所述主驱动装置，并在所述主驱动装置的故障状态下控制所述应急驱动装置。
2.根据权利要求1所述的起落架系统，其中，所述主驱动装置和所述应急驱动装置分别包括主马达和应急马达，所述主马达和所述应急马达由单独的能量源供能。
3.根据权利要求1所述的起落架系统，包括在正常工作状态中禁用所述应急驱动装置的制动器，在上述故障状态中所述控制器释放所述制动器以允许所述应急驱动装置旋转。
4.根据权利要求1所述的起落架系统，包括与所述起落架支柱协作以将所述起落架锁定在所述展开位置的锁定保持构件，和解锁致动器，所述解锁致动器连结到所述锁定保持构件并设置为使所述锁定保持构件从锁定状态移动到解锁状态。
5.根据权利要求1所述的起落架系统，其中，所述主驱动装置和所述应急驱动装置分别包括相互同轴的主导引螺杆和应急导引螺杆，所述主导引螺杆与输出杆螺纹接合，所述主驱动装置设置为通过所述主导引螺杆使所述输出杆沿轴向移动，所述应急驱动装置设置为使所述应急导引螺杆轴向移动。
6.一种起落架致动器，包括：
支撑彼此同轴设置的应急导引螺杆和主导引螺杆的本体；
分别连结到所述主导引螺杆和所述应急导引螺杆的主马达和应急马达；以及
由所述本体支撑并从所述本体伸展的输出杆，所述输出杆螺纹连结到所述主导引螺杆并设置为响应所述主导引螺杆的旋转沿轴向移动。
7.根据权利要求6所述的起落架致动器，其中，所述输出杆与所述主导引螺杆彼此同轴。
8.根据权利要求6所述的起落架致动器，其中，包括与所述应急导引螺杆协作并设置为在正常工作状态中使所述应急导引螺杆相对于所述本体固定的制动器，所述主导引螺杆设置为在正常工作状态中使所述输出杆轴向移动。
9.根据权利要求8所述的起落架致动器，其中，在包括所述主马达和所述主导引螺杆的主驱动装置的故障状态中使所述制动器被释放，所述应急马达设置为在故障状态中相对于本体轴向驱动所述应急导引螺杆。
10.根据权利要求7所述的起落架致动器，其中，所述主导引螺杆、所述应急导引螺杆以及所述输出杆相对于彼此伸缩设置。
11.根据权利要求6所述的起落架致动器，其中，所述主马达是电动机并包括至少两个单独的线圈，所述线圈设置为相互独立地通电。
12.根据权利要求6所述的起落架致动器，其中，所述主马达和所述应急马达包括独立于且平行于所述主导引螺杆和所述应急导引螺杆的传动轴。
13.一种使起落架在收起位置与展开位置之间循环的方法，包括步骤：
对主马达供能从而旋转地驱动主导引螺杆；
通过所述主导引螺杆使输出杆相对于本体轴向移动；
经历包括所述主马达和所述主导引螺杆的主驱动装置中的故障；
向应急马达供能从而旋转地驱动不同于所述主导引螺杆和输出杆的应急导引螺杆；以及
使所述应急导引螺杆相对于所述本体轴向移动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述主马达的供能步骤包括：主马达包括至少两个单独的线圈，仅利用所述至少两个单独的线圈中的一个线圈对所述主马达供能。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述输出杆的移动步骤包括：使制动器接合从而使所述应急导引螺杆相对于所述本体被固定。
16.根据权利要求15所述的方法，包括在执行所述应急马达的供能步骤之前释放所述制动器的步骤。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述输出轴和主导引螺杆相对于彼此伸缩设置，并且所述主导引螺杆和所述应急导引螺杆相对于彼此伸缩设置。
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