CN102202967B - 发动机防碎片装置 - Google Patents

Abstract

一种用于防止轮胎推动的碎片撞击飞行器发动机（3）的发动机防碎片装置（14），该防碎片装置包括防护杠（20），该防护杠可枢转地连接到具有至少一个轮子和轮胎组件（42）的飞行器主起落架（10），所述轮子和轮胎组件具有轴线，所述防护杠被布置成可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述防护杠低于所述轴线，所述第二位置被布置成防止所述防护杠在飞行器的起飞与着陆操纵期间碰到跑道，其中在所述第一位置处所述防护杠横向地跨越所述轮子和轮胎组件延伸以便横断任意由轮胎推动的碎片的在所述轮子和轮胎组件与所述飞行器的发动机之间的可能的轨迹。

Description

发动机防碎片装置

新的飞行器的设计期间，飞行器设计者和制造者在必须考虑由飞行器的部件故障引起的许多潜在危险。其中一个危险是飞行器的主起落架的轮子和轮胎中的一个或更多个轮子和轮胎的故障。轮胎故障能够仅由于轮胎磨损或疲劳而发生或者由于轮胎撞击跑道上的物体上而发生，特别是当飞行器在陆地上高速运动时，即在起飞或者着陆期间发生。飞行器轮子自身的故障经常会导致相关的轮胎故障。当轮胎故障时轮胎随着其一个或更多个部分的解体而产生一定量轮胎碎片。当飞行器以高速运动时，所有轮胎碎片都将以较高的速率从轮胎抛出，很可能会撞击飞行器的底面——机身的底面或者机翼的底面。这种碎片冲击具有对飞行器结构造成巨大损害的可能。因此，飞行器机身和机翼的底面在可能受到轮胎撞击的地方通常包含厚度和强度增加的区域以减轻由于此种撞击所造成的损失。以上解释还可适用于这样的碎片，这些碎片是在跑道上已有的并且在飞行器轮子辗过或其他方式与碎片接触的条件下从跑道抛到飞行器底面，尽管在此情况下碎片的量与实际轮胎故障所产生的碎片的量相比是非常少的。

通常，如果在起飞期间飞行器发生发动机故障，飞行员有两种选择，或者保持加速然后起飞或者应用制动、减速然后停止。做出该决定的速度称作V1。如果飞行器以大于V1的速度运行时并且发动机故障，飞行员选择继续起飞。如果飞行器在以低于V1的速度运行时，他必须利用轮制动和空气制动来停止。后一种选择被称作高能中断起飞（HERTO）。然而，在发动机位于主起落架的后方的飞行器构造中，例如尾部安装式发动机的构造中，如果发生轮胎故障，就会有从轮胎抛出的碎片撞击发动机并且可能引起随后的发动机故障的增大的可能性。这被称作连锁故障。在这些情形中，飞行器的制动效果由于轮子制动器的效果的降低而降低。这增加了在具有后置式发动机的飞行器中与执行高能中断起飞相关联的危险。因此减少由于轮胎推动的碎片撞击到发动机上产生的发动机损坏的可能性是有利的。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于防止轮胎推动的碎片撞击飞行器发动机的发动机防碎片装置，该防碎片装置包括防护杠，该防护杠可枢转地连接到具有至少一个轮子或轮胎组件的飞行器主起落架，所述轮子和轮胎组件具有轴线，并且所述防护杠被布置成可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述防护杠低于所述轴线，所述第二位置被布置成防止所述防护杠在飞行器的起飞与着陆操纵期间碰到跑道，其中在所述第一位置处所述防护杠横向地跨越所述轮子和轮胎组件延伸以便横断任意由轮胎推动的碎片的在所述轮子和轮胎组件与所述飞行器的发动机之间的轨迹。

另外，所述防护杠可以包括可枢转地连接到所述主起落架的附接臂。此外，所述发动机防碎片装置可以还包括连接在所述附接臂和所述主起落架之间的伸缩式致动装置，其中所述伸缩式致动装置在收缩位置和伸出位置之间的操作致使所述防护杠在所述第一位置和第二位置之间运动。

附加地或另选地，所述发动机防碎片装置可以还包括被布置成使所述防护杠偏移离开所述第一位置的弹性构件。

附加地或另选地，所述发动机防碎片装置还可以包括减震装置，该减震装置被布置成允许所述发动机防碎片装置在被一片碎片撞击时远离所述轮子和轮胎组件运动。所述减震装置可以包括连接在所述发动机防碎片装置和所述主起落架之间的弹性构件。另选地，所述减震装置可以包括将所述防护杠连接到所述主起落架的附接臂，所述附接臂包括被弹性地偏压以抵制铰链运动的铰接部分。

根据本发明的另一个方面提供了一种飞行器，该飞行器具有至少一个安装在机身后部的发动机并且包括根据任一前述权利要求的发动机防碎片装置。

下面将仅通过示意性实例的方式参照附图详细描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示意性示出了后置发动机式飞行器的前视图和侧视图，示出了发动机以及可能会导致碎片撞击的碎片轨迹的范围；

图2是装配有根据本发明的实施方式的发动机防碎片装置的飞行器主起落架的立体图；

图3是图2中示出的主起落架和发动机防碎片装置的示意性侧视图；

图4是当发动机防碎片装置处于展开位置时主起落架的一部分和根据本发明的实施方式的发动机防碎片装置的另一个示意图；

图5是当发动机防碎片装置处于收起位置时如图4示出的主起落架和发动机防碎片装置的相应的示意图；

图6示意性示出了根据本发明的发动机防碎片装置的另一个实施方式；以及

图7示意性示出了由本发明的实施方式对于飞行器轮胎所保护的轨迹锥面。

图1示出了具有后置发动机3的飞行器1的局部示意性侧视图和前视图。还示出了，以实线4为边界的是从飞行器1的主起落架的轮子中的一个轮子中产生的碎片的可能导致碎片撞击发动机3中的一个发动机的可能轨迹的范围。本发明的实施方式的发动机防碎片装置所要避免其撞击发动机的碎片是具有处于此范围内的轨迹的碎片。

图2示出了与根据本发明的实施方式的发动机防碎片装置14结合的具有双轴轮和轮胎组件12的飞行器主起落架10的示意图。发动机防碎片装置14包括附接臂16，该附接臂16是大致细长的并且在一端可枢转地连接到主起落架支柱18的下部。附接臂16的尺寸被形成为在两个轮胎/轮子组件12之间从主起落架支柱延伸并且延伸超过轮胎的外周缘，即超过轮胎的与地面接触的轮胎面。发动机防碎片装置14还包括防护杠20。防护杠20连接到延伸超过轮胎12的周缘的附接臂16的端部，并且该防护杠是横向地跨越双轴轮胎和轮子组件12的宽度延伸的大致细长的元件。防护杠20和附接臂16优选地形成T形元件。

为了提供防止任何轮胎推动的碎片损害飞行器发动机的完全的保护，优选地防护杠20应该相对于轮胎12既在横向上也在纵向上完全跨越在其中从轮胎和轮子组件12产生的碎片中的未受阻片块将会撞击飞行器发动机的“轨迹锥面”而延伸。参见图7，虚线4、4’示出了自轮胎和轮子组件的“轨迹锥面”的纵向范围。防护杠20的可能布置被显示为完全跨越该锥面而延伸。因此从图7可以理解的是，防护杠20的尺寸将依据通常将由附接臂16的长度所确定的、防护杠20从所述轮胎轮子组件延伸的长度而变化，并且还依据轨迹锥面的边界所对的角度，即虚线4和4’之间的角度而变化，所述角度将由飞行器发动机的尺寸以及飞行器发动机相对于轮胎和轮子组件12的位置和距离确定。

发动机防碎片装置14并且特别是该防护杠20应该优选地被设计成能够承受来自起落架轮胎的典型的“气流抽打胎面（flailing tread）”、“爆胎”以及“胎面脱落”的不同尺寸的轮胎碎片的冲击。发动机防碎片装置还必须能够承受多个碎片冲击而不脱离飞行器或者明显变形，因为由于轮胎故障不仅可能会产生多片碎片，而且此外非常常见的是，作为来自第一个轮胎故障的碎片的冲击的直接结果或者因为由于初始轮胎的故障而在剩余轮胎上施加增大的力，飞行器起落架的一个轮胎的故障随后造成起落架装置中的邻近轮胎也发生故障。因此防碎片装置20的具体的形状和构造并不是固定的，并且可能根据选定的特定工程方案以及用于制造防碎片装置而选定的材料而改变。

再次参照图2和图7，应该注意的是，防护杠20通常被定为成低于所述轮胎和轮子组件12的轴线。这是优选的以便将防护杠尽可能放置在“轨迹区域”的最小部分内从而使得防护杠以及整个发动机防碎片装置的尺寸和重量最小。因此，在此位置处，发动机防碎片装置并且特别是防护杠20在飞行器在起飞或着陆期间转动时极有可能撞到跑道。此外，用于当在跑道上时通过物理方式来操纵飞行器的某些地面操作机构诸如操作牵引车在发动机防护装置20可能占据的区域中附接到主起落架和整个轮组件。因此，在本发明的实施方式中发动机防碎片装置14可逆地可以在如图2和图7所示的第一工作位置与图3中所示的第二收起位置之间运动。如参照图3可见，在收起位置处发动机防碎片装置从展开位置处朝向主起落架支柱有角度地移动。这允许进行地面操作作业并且防止了发动机防碎片装置在起飞与着陆操纵期间碰到跑道。

为了在展开位置和收起位置之间移动发动机防碎片装置，设有致动装置以便使得发动机防碎片装置围绕该防碎片装置连接到主起落架支柱18的点而枢轴转动。图4示意性示出了根据本发明的实施方式的可能的致动装置配置，其中发动机防碎片装置处于展开位置。如前面参照图2所描述的，参照图4发动机防碎片装置的附接臂16通过可枢转的连接件22安装到主起落架支柱18的底部。为了清楚起见，图2和图3中示出的所述轮子和轮胎组件12未在图4中示出。可枢转的连接件22可以是供附接下部系统从动连杆24的相同的枢轴点。该系统从动连杆的作用和设计对于本领域的普通技术人员是公知的并且不在本申请的范围之内。第二枢轴点26从第一枢轴点22纵向移位地设置在附接臂16上。伸缩式致动装置28的一个端部可枢转地连接到第二枢轴点26，而该致动装置28的相对的端部可枢转地连接到主起落架支柱上的另一个枢轴点。适当的伸缩式致动装置，诸如液压操作式活塞，对于本领域的普通技术人员来说将是容易明了的。在图4中伸缩式致动装置28处于最小的长度，由此致使发动机防碎片装置的附接臂16被相对于主起落架支柱18和系统从动连杆24的上部被向下牵引到展开位置。图5示意性示出了与图4相类似形式的发动机防碎片装置和主起落架，不过其中发动机防碎片装置处于收起位置处。这通过如下操作实现：操作伸缩式致动装置28，以使致动装置处于延伸状态，该致动装置由此将附接臂16的下枢轴点26推离主起落架支柱的底部，从而使附接臂16以及由此的发动机防碎片装置作为一个整体围绕第一枢轴点22向上旋转到收起位置。本领域普通技术人员可以理解的是，其它致动机构可以同样地用于替代的实施方式中。例如，可以提供旋转式致动装置，该旋转式致动装置被布置成围绕起落架支柱上的枢轴点或轮轴来旋转发动机防碎片装置。

在图4和图5中示出的具体实施方式中，回位弹簧——多个弹簧/第二致动装置30被设置成连接在防碎片装置的附接臂16上的第三枢轴点32之间，该第三附接点32也从附接臂的主枢轴连接件22纵向地移位并且还被连接到主起落架支柱18上的另一个上部附接点。当发动机防碎片装置位于如图4所示的展开位置时，回位弹簧30处于伸长状态。弹簧30的尺寸形成为在伸缩式致动装置28故障的情况下，弹簧30具有足够的压缩力来使附接臂16和发动机防碎片装置收缩到如图5所示的收起位置。在正常使用中弹簧30还起到辅助伸缩式致动装置28的作用，由此使得该致动装置能够比没有该弹簧的条件下更小且因此更轻。除了辅助致动装置28，弹簧的作用还在于提供一种故障保护安全机构以确保发动机防碎片装置致动机构中的任何故障都使得发动机防碎片装置返回到收起位置。

在另选的实施方式中，回位弹簧的作用可以利用多个弹簧来实现或者利用在主致动装置28故障的情况下被激活的第二致动装置来实现。尽管这种安全装置会被相关的法规和安全机构所要求，可以理解的是，在需要以及允许的条件下，本发明的实施方式可以在没有这种安全弹簧30或等同物的情况下来实施。

图6示意性示出了本发明的另一个实施方式。发动机防碎片装置同样包括被布置成将可能的自飞行器轮子和轮胎组件112的碎片轨迹横断的防护杠120，防护杠120在一个端部连接到附接臂116，附接杠的任一端被可枢转地连接到主起落架支柱118。然而，在图6所示的实施方式中，附接杠116在支柱的上部处被附接到主起落架支柱118，使得附接杠116具有比图2至图5中示出的第一实施方式更大的长度。伸缩式致动装置128在一个端部可枢转地连接到主起落架支柱118的下部并且该伸缩式致动装置的另一端部在附接臂的两个端部之间的点处连接到附接臂116上的点。

在本发明的实施方式中，伸缩式致动装置的用于使发动机防碎片装置在展开位置与收起位置之间移动的操作由专门的发动机防碎片装置操作系统来控制，该发动机防碎片装置操作系统的设计和实施不在本申请的范围内。然而，可以设想的是发动机防碎片装置可以包括自动操作模式和手动操作模式的组合。例如，可能的是，自动展开系统与适当的传感器结合使用，以在起飞期间飞行器就要旋转之前或者开始旋转时自动地将发动机防碎片装置从展开位置移动到收起位置，从而避免发动机防碎片装置的防护杠在飞行器旋转时碰到跑道。类似地，就在着陆期间紧接着飞行器触地之后，这种系统将控制发动机防碎片装置从收起位置到展开位置的展开。该自动系统可以进一步在飞行器滑行或者静止时自动地将发动机防碎片收缩到收起位置，以方便飞行器的地面操作。另选地或者附加地，可以设置一种机构来使得发动机防碎片装置由于地面操作人员的手动干预而被移动到收起位置。这可以例如通过包括在主起落架上或者在紧邻的邻近区域内的并且可被在飞行器附近站在跑道上的人触及的超越控制开关（override switch）来实现。

可以被包含在本发明的一些实施方式中的附加特征是减震机构，以允许发动机防碎片装置响应于例如在起飞期间的飞行器旋转期间与地面的无意接触或者着陆而围绕其安装点运动，或者以方便吸收当发动机防碎片装置被轮胎推进的碎片撞击时产生的冲击力。例如，该减震设施可以整合到图2至图5和图6中示出的实施方式中的伸缩式致动装置28、128的功能中，例如通过在致动装置的本体上安装减震弹簧并且将致动装置布置为与其驱动能量源分离以便至少允许最小程度的伸缩运动。例如，这可以通过在致动装置被液压操作的情况下将液压回路降压从而使液压流体起到阻尼流体的作用来实现。另选地，例如，减震功能可以通过在发动机防碎片装置的附接臂16、116中包含有关节的连杆并且包含弹性偏压构件来提供，该弹性偏压构件例如是被设计成允许附接臂仅当在高于一定值的力的作用下被放置时围绕中央枢轴点弯曲的扭簧或者弯曲弹簧，所述力相当于当所述防碎片装置撞到地面或者被飞行的碎片撞击时预期由防碎片装置所受到的力。在另一个替代实施方式中，发动机防碎片装置的整个附接臂均可由半柔性材料制造或者以提供所需程度的柔性的方式来构造。

在本发明的所有实施方式中，发动机防碎片装置被设置为在当展开时充分阻挡任何来自飞行器轮子和轮胎的飞行碎片的轨迹，还允许发动机防碎片装置在展开位置和收起位置之间运动以便避免在着陆和起飞时的飞行器旋转期间与地面接触从而避免阻碍底面操作作业，并且也便于当飞行器在飞行中主起落架收缩在飞行器的起落架舱中时发动机防碎片装置的收起。

Claims (12)

1.一种用于防止轮胎推动的碎片撞击飞行器发动机的发动机防碎片装置，该防碎片装置包括防护杠，该防护杠可枢转地连接到具有至少一个轮子和轮胎组件的飞行器主起落架，所述轮子和轮胎组件具有轴线，所述防护杠被布置成可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述防护杠低于所述轴线，所述第二位置被布置成防止所述防护杠在飞行器的起飞与着陆操纵期间碰到跑道，其中在所述第一位置处所述防护杠横向地跨越所述轮子和轮胎组件延伸以便横断任意由轮胎推动的碎片的在所述轮子和轮胎组件与所述飞行器的发动机之间的可能的轨迹，并且其中，所述防护杠适于在飞行器的起飞操纵期间从所述第一位置移动到所述第二位置，并且/或者适于在飞行器的着陆操纵期间从所述第二位置移动到所述第一位置。

2.根据权利要求1所述的发动机防碎片装置，其中，所述防碎片装置被布置为相对于所述主起落架部分地旋转。

3.根据权利要求1所述的发动机防碎片装置，其中，所述防护杠包括可枢转地连接到所述主起落架的附接臂。

4.根据权利要求3所述的发动机防碎片装置，所述发动机防碎片装置还包括连接在所述附接臂和所述主起落架之间的致动装置，其中所述致动装置的操作致使所述防护杠在所述第一位置与第二位置之间运动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的发动机防碎片装置，所述发动机防碎片装置还包括被布置成使所述防护杠偏移离开第一位置的弹性构件。

6.根据权利要求1或2所述的发动机防碎片装置，所述发动机防碎片装置还包括减震装置，该减震装置被布置成允许所述发动机防碎片装置在被碎片撞击时从所述轮子和轮胎组件移开。

7.根据权利要求3或4所述的发动机防碎片装置，所述发动机防碎片装置还包括减震装置，该减震装置被布置成允许所述发动机防碎片装置在被碎片撞击时从所述轮子和轮胎组件移开。

8.根据权利要求6所述的发动机防碎片装置，其中所述减震装置包括连接在所述发动机防碎片装置与所述主起落架之间的弹性构件。

9.根据权利要求7所述的发动机防碎片装置，其中所述减震装置包括连接在所述发动机防碎片装置与所述主起落架之间的弹性构件。

10.根据权利要求6所述的发动机防碎片装置，其中所述减震装置包括将所述防护杠连接到所述主起落架的附接臂，所述附接臂包括被弹性地偏压以抵制铰链运动的铰接部分。

11.根据权利要求7所述的发动机防碎片装置，其中所述减震装置包括将所述防护杠连接到所述主起落架的所述附接臂，所述附接臂包括被弹性地偏压以抵制铰链运动的铰接部分。

12.一种飞行器，该飞行器具有至少一个安装在机身后部的发动机并且包括根据任一前述权利要求的发动机防碎片装置。

Images