CN102232039A - 用于起落架的多功能机电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于飞行器起落架的多功能机电装置，该多功能装置至少包括：第一轴(10)，该第一轴绕旋转轴线(R)可旋转地安装在飞行器上，且旋转轴线(R)基本上平行于飞行器上起落架的铰接轴线(X)；伸缩第二轴，该伸缩第二轴可旋转地安装在起落架上，同时沿上述起落架下降，直到位于存在于起落架上的轮子附近为止；传动装置(19)，该传动装置用于将第一轴的旋转运动传递至第二轴；传动装置，该传动装置用于将第二轴的旋转运动传递至至少一个存在于起落架上的轮子；制动装置(30)，如果轮子并未设有制动器，则该制动装置专用于与起落架相关联的其中一个轴；以及电动装置(11、15)，该电动装置用于致使第一轴旋转。

Description

用于起落架的多功能机电装置

本发明涉及用于起落架的多功能机电装置，并且还涉及装配有该多功能机电装置的起落架。

发明背景

大多数起落架铰接于飞行器，以在展开位置和折叠位置之间运动，在展开位置，起落架由侧支撑件所巩固，而在折叠位置，起落架接纳在飞行器的轮舱中。已知起落架包括提升致动器，该提升致动器用于在起飞后将起落架提升到轮舱中。该致动器大体呈伸缩式致动器的形式。

因此，该飞行器装载有具有无法忽略动力的致动器，且由此该致动器具有相当大的重量，且由于该致动器在飞行器的任何一次使用循环中、即在提升起落架和降下起落架的过程中仅仅工作几秒，因而对于使用来说是极其简洁的，而致动器的目的基本上是减缓起落架的向下运动。

还采取措施使至少一个飞行器起落架装配有适合于驱动起落架所装载轮子的电动机，以使飞行器能独立滑行而无需借助来自其喷气的推力，由此节省燃料。

然而，该设备具有附加重量，该重量也位于轮子附近且由此位于起落架的端部处，因此增大其惯性并导致使轮子旋转所包含的力以及起落架在着陆时所经受的弹性返回力增大。

发明目的

本发明的目的是提供单个装置，该装置既用于提升起落架又用于驱动轮子，由此可避免上述缺点。

发明简介

为了实现该目的，本发明提供一种用于飞行器起落架的多功能机电装置，该多功能装置包括：

第一轴，该第一轴安装成绕旋转轴线在飞行器上旋转，且旋转轴线相对于飞行器基本上平行于起落架的铰接轴线；

伸缩第二轴，该伸缩第二轴安装成沿起落架在该起落架上向下延伸至由起落架所装载的轮子附近；

传动装置，该传动装置用于将旋转运动从第一轴传递至第二轴；

传动装置，该传动装置用于将旋转运动从第二轴传递至至少一个由起落架所装载的轮子；

特定的制动装置，如果轮子并未装配有制动器，则包括该特定制动装置，且该制动装置用于对其中一个与起落架相关联的轴进行制动；以及

电动装置，该电动装置用于致使第一轴旋转。

本发明的多功能装置可执行以下功能：

在着陆之前，且在起落架位于轮舱中时，或者通过对轮子进行制动或者通过使用制动装置来对轴的一个轴或其它轴进行制动。对其中一个轴进行制动致使第一轴相对于起落架抵抗旋转，由此倾向于在起落架解锁并开始朝展开位置向下运动时驱动电动机旋转。例如通过将电输送至电阻来控制电动机的受迫旋转，可控制起落架的下降；

就在着陆之前，同时起落架处于其展开位置并由侧支撑件所稳定时：致动电动机，由此能与第二轴一起并且还与相关联轮子一起驱动第一轴旋转。于是，轮子在触地之前旋转，相应地减小使轮子旋转所需的力以及起落架所经受的弹性返回力；

在制动过程中：轮子的旋转致使轴旋转，并由此使作为发电机工作的电动机旋转。以此方式回收的能量可存储在电存储装置中，或者该能量可在耗散器中消耗，以使电动机降速并有助于对轮子进行制动；

在滑动过程中，电动机可用于使轮子旋转，并由此有助于使机场的飞行器运动，而无需借助飞行器的喷气；以及

在起飞之后，或者通过使用轮子制动器(如果轮子具有一个制动器的话)或者通过使用制动装置对轴的一个轴或其它轴进行制动。对其中一个轴进行制动，致使第一轴在电动机试图使该第一轴旋转时抵抗旋转，并由此通过反作用致使在起落架上绕其自身的铰接轴线产生扭矩，因此倾向于使起落架朝其收起位置上升。

因此，本发明的多功能装置同时用于致动起落架上升和下降、致动起落架的轮子旋转、驱动飞行器在底面上运动，并且还用于在制动过程中提供制动辅助和能量回收。因此，本发明的多功能装置比传统致动器更大程度地用于使起落架上升和下降，且该多功能装置提供与借助简易伸缩轴和用于将运动施加给轮子的传递装置而使轮子旋转相关的功能，因此避免在轮子中放置特定电动机的需要。

附图简介

根据参照附图的以下说明可更好地理解本发明，附图中：

图1是飞行器主起落架的示意侧视图，示出多功能装置在本发明一特定实施例中的安装；

图2是图1所示起落架的平面图，为了清楚起见省略驱动装置；

图3是飞行器的局部立体图，示出使用该多功能装置以在飞行时驱动相关联轮子旋转；

图4是在着陆过程中制动时飞行器的侧视图；

图5是飞行器借助本发明多功能装置滑行时的示意平面图；

图6是起落架在朝其收起位置上升时的平面图；以及

图7是装配有本发明多功能装置的前轮起落架的侧视图。

参照图1和2，本发明的应用于传统起落架的多功能装置包括撑杆1并具有滑动杆2，撑杆1绕铰接轴线X铰接于飞行器的结构，而滑动杆2则安装成在其中伸缩滑动。该滑动杆形成内部减震器的一部分，且在其端部处装载有轴杆，该轴杆在该示例中装载有两个轮子3(为了更清楚起见在附图1中省略其中一个轮子3)。起落架被示出处于其展开位置，其中该起落架由可折叠侧支撑件4所稳定。可折叠侧支撑件4自身由锁定件5稳定于在此所示的一线位置，该锁定件5在起落架进入其展开位置时自动锁定，并且设有解锁致动器6，以使侧支撑件能解锁，并由此使起落架能良好地朝其贮藏位置升起。这都是典型的，并且仅仅为了告知的目的而提及。

本发明的多功能装置首先包括第一轴10，该第一轴安装成绕旋转轴线R在飞行器的结构上旋转，且该旋转轴线R基本上平行于起落架的铰接轴线X而延伸。确切地说，在该示例中，轴线X和R是重合的。然而，旋转轴线R可以不同于撑杆1的铰接轴线X。第一轴10与包括电动机12的第一电动单元11相关联，该电动机12装配有齿轮箱13和离合器14，使第一电动单元11能固定于第一轴10或与第一轴10分离。第一轴10与包括电动机16的第二电动单元15相关联，该电动机16装配有齿轮箱17和离合器18，用于将第二电动单元15固定于第一轴10或与第一轴10分离。

第一轴10与第一传动齿轮箱19相关联，该第一传动齿轮箱19用于约束第一轴10与伸缩第二轴20一起旋转，该伸缩第二轴20沿起落架从所述第一传动齿轮箱19向下延伸至第二传动齿轮箱21，该第二传动齿轮箱固定于滑动杆2并且位于其中一个轮子3附近，且该第二传动齿轮箱用于约束伸缩第二轴20与所述轮子一起旋转。为此，轮子装配有带齿轮子22，该带齿轮子22与匹配齿轮23协配，该匹配齿轮安装在第二轴20的伸缩部分的端部处。

第二轴20当然是伸缩的，以适应起落架由于飞行器经由其起落装置承靠于底面而产生的长度变化，由此倾向于压缩减震器并致使滑动杆2能缩到撑杆1中。

当需要高水平的功率时，两个电动单元11和15可一起使用，或者这两个电动单元可按序使用，例如交替使用，由此在两个电动单元上引起基本相等的磨损量。

在图2中可更具体地示出，可安装两个第二轴20，且每个第二轴与其中一个轮子相关联。第一传动齿轮箱19则有利地包含差速齿轮。

如上所述的多功能装置用于执行若干功能。因此，就在着陆之前，且起落架如图3所示处于其展开位置时，通过操作其中一个电动单元(小功率即可)能致使与本发明多功能装置相关联的轮子3在飞行的同时旋转，且该旋转由粗箭头所表示。在触地时，轮子的旋转有助于减小使轮子旋转所包含的力，并减小起落架在使静止轮子旋转时所经受的弹性返回力。

此后，当飞行器在触地之后开始制动时，如图4所示，轮子的旋转由轴20、10传递至电动单元11、15，电动单元的电动机则被机械驱动并作为发电机而工作。然后，或者能以此方式将所产生的能量回收并将能量存储在储存装置(电池、电容器)中，或者例如借助电阻将该能量耗散，以使电动机能对抗旋转并由此有助于轮子制动，与使轮子同时制动的制动作用一致。

此后，当飞行器完成制动时，可通过致使两个主起落架的电动单元11、15工作来使飞行器运动，以使相关联的轮子如图15示意所示而转动。当然，以类似方式使用装配于其它主起落架的类似装置来使与其它起落架相关联的轮子转动。将相同命令应用于两个装置来致使相关联的轮子在每个主起落架上转动，由此有助于使飞行器沿直线行进。借助不同的命令致使其中一个起落架的轮子比另一个起落架的轮子转动地更快，有助于结合作用在前轮上的转向命令而使飞行器转向。

那些是在考虑相关联轮子旋转的条件下、由本发明多功能装置所执行的各种功能。然而，本发明的多功能装置还可用于使起落架在其展开位置和其收起位置之间运动，尤其取代传统的起落架提升致动器。

因此，如图6所示，可使用本发明的多功能装置来使起落架朝其贮藏位置升起。为此，适合于使侧支撑件4解锁并脱离对准，以使起落架能升起。此后，适合于使用装配于轮子3的制动器来对轮子进行制动。防止轮子旋转可防止第二轴12旋转，并由此防止第一轴10相对于起落架旋转。然后，如果第一轴10由电动单元11、15(沿合适方向)驱动旋转，则绕铰接轴线X在起落架上产生扭矩，由此倾向于使起落架朝其贮藏位置升起。然后，可致使起落架上升到其贮藏位置，在该贮藏位置，起落架通常由钩子所保持，该钩子将起落架钩在其收起位置。在一变型中，通过例如借助防止至少一个电动单元旋转的部件来防止第一轴10相对于飞行器的结构旋转，可将起落架保持在闭锁位置中。此种措施可省略用于将起落架保持于收起位置的钩子。

为了降下起落架，或者通过打开钩子，或者通过使第一轴10相对于飞行器释放可足以释放该起落架。因此，该起落架在重力作用下自由展开。本发明的多功能装置则可用于或者使起落架下降的速度减缓，或者用于主动地使起落架向下运动，例如以确认起落架确实处于其展开位置并确保侧支撑件自动锁定。

在两种情形中，对轮子进行制动，由此防止两个第二轴20旋转，并还防止第一轴10相对于起落架旋转。因此，起落架在重力作用下的自然下降致使第一轴10相对于飞行器的结构旋转，并由此驱动电动单元的电动机旋转。然后，足以控制电动机的旋转，以使起落架的下降减缓并由此控制起落架的下降，从而防止起落架以过大的速度到达其展开位置。可通过致使电动机将电输送给电阻、或者通过适合于产生电磁扭矩并倾向于对抗电动机在第一轴10旋转作用下的受迫旋转的任何其它装置来简单地控制电动机的旋转，由此具有减缓起落架下降的效果。于此相反，在行程结束时，应对电动单元11、15的电动机进行供电，以在第一轴10上施加促使起落架进入其展开位置的确认力矩。

因此，使用单个多功能装置就变得可执行若干功能，例如使起落架运动、回收制动能以及在不借助飞行器喷气的条件下使飞行器运动。因此，在着陆过程中、飞行器在底面上滑行过程中以及起飞过程中有利地使用该多功能装置的电动机。

本发明当然并不局限于以上的描述，而是覆盖落入权利要求书所限定范围内的任何变型。

具体地说，本发明的多功能装置可适用于具有并不包括任何制动器的轮子的起落架，例如前轮起落架。为了对轴相对于起落架的旋转进行制动，如图7所示，则适合于提供特定的制动装置30，该制动装置30用于对适合于以控制方式允许轴和相关联轮子旋转的其中一个轴(在此是第二轴20)进行制动，或者与此相反用于对那些元件进行制动或实际上防止那些元件旋转，由此有助于以与在示例中描述相同的方式、在电动单元中的一个或其它电动单元工作时、绕起落架的铰接轴线通过反作用而产生扭矩。应注意到以下一点：第一轴10与起落架的铰接轴线X重合。

然后，可提供二重多功能装置，且每个轮子包括相应的伸缩第二轴、第一轴以及相对于的电动单元。因此，可彼此独立地控制每个轮子，由此可对每个轮子施加不同的旋转速度，这可有助于飞行器的起落架轮子转向。在合适的情形中，可消除装配于前轮起落架的传统转向控制件，且该控制件由本发明的二重装置所取代，如上所述，当飞行器在底面上滑行时、在制动过程中以及在使前轮起落架在其展开位置和其收起位置之间运动时，该二重装置都起作用。

此外，显而易见的是，如果合适的话，可使本发明的多功能装置装配有仅仅一个电动单元，而不是所示的两个电动单元，且电动单元可装配有多个电动机。还可对齿轮箱采取措施，使电动单元和第一轴之间的传动比变化，以使动力传输能被调制。

此外，只要电动装置既能作为发电机又能作为接收机来工作，则这些电动装置可以是电气的、液压的或基于任何其它技术。

最后，虽然所示多功能装置与由起落架杆所装载的两个轮子相关联，该多功能装置仍可仅仅与其中一个轮子相关联。在这些情形下，该多功能装置可仅仅具有一个伸缩第二轴。

Claims (3)

1.一种用于飞行器起落架的多功能机电装置，所述多功能装置至少包括：

第一轴(10)，所述第一轴安装成绕旋转轴线(R)在所述飞行器上旋转，且所述旋转轴线(R)相对于所述飞行器基本平行于所述起落架的铰接轴线(X)；

伸缩第二轴(20)，所述伸缩第二轴安装成沿所述起落架在所述起落架上向下延伸至由所述起落架所装载的轮子附近；

传动装置(19)，所述传动装置用于将旋转运动从所述第一轴传递至所述第二轴；

传动装置(21)，所述传动装置用于将旋转运动从所述第二轴传递至至少一个由所述起落架所装载的轮子；

特定的制动装置(30)，如果所述轮子并未装配有制动器，则包括所述特定制动装置，且所述制动装置用于对其中一个与所述起落架相关联的轴进行制动；以及

电动装置(11、15)，所述电动装置用于致使所述第一轴旋转。

2.一种使装配有如权利要求1所述的多功能装置的飞行器起落架从展开位置上升至收起位置的方法，所述方法包括以下步骤：

对所述起落架的侧支撑件进行解锁；

通过致动所述轮子的制动器或者通过致动所述特定致动装置，来防止所述多功能装置的轴相对于所述起落架旋转；以及

使所述电动装置工作，以致使所述第一轴相对于所述飞行器的结构旋转。

3.一种使装配有如权利要求1所述的多功能装置的飞行器起落架从收起位置下降至展开位置的方法，所述方法包括以下步骤：

释放所述起落架，以使所述起落架能下降；

通过致动所述轮子的制动器或者通过致动所述特定致动装置，来防止所述多功能装置的轴相对于所述起落架旋转；以及

对所述电动机由所述起落架下降而引起的受迫旋转进行控制，以控制所述起落架的下降。

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