CN103765672A - 开启保护性穹顶尤其是雷达天线罩的方法，以及装备用于实施该方法的动臂装置的雷达天线罩 - Google Patents

Abstract

本发明旨在实施快速、简单的保护性穹顶开启，允许接近要保护的装置（雷达和其它通讯系统等）。因此，本发明规定了一种独特的运动，其以以便将穹顶移开、同时快速开启介入空间的方式组合了两种运动。通常，平坦的界面(V2)在开启前的初始位置将穹顶(1)与固定部分(10)的进入面(F1)隔开。根据本发明，开启机构包括两对元件，每个对(21,22)包括由直线连杆(2a)和具有较大机械强度的臂(20a)构成的两个连接元件。每个对的臂(20a)和连杆(2a)在侧面视图中形成确定的角度。每个连接对(21,22)的连杆(2a)和臂(2b)的末端通过旋转联接装置联接到一个且同一个固定支架(31,33)上。每个连接对(21,22)都形成等腰梯形(TI)形状的动臂装置的其中一条边(C1,C2)。

Description

开启保护性穹顶尤其是雷达天线罩的方法,以及装备用于实施该方法的动臂装置的雷达天线罩

技术领域

本发明涉及一种用于开启用来保护要保护的装置的穹顶的方法，尤其是用来接收和/或发射波的结构，诸如雷达装置或无线电通讯天线，尤其用于开启飞机雷达天线罩，并且也涉及配备了能够实施此方法的动臂装置的雷达天线罩。

用来开启用于保护结构的穹顶如飞机雷达天线罩的系统通常设计成能够满足与使用、维护、制造和组装相关的不同要求，尤其考虑了重量和腐蚀的问题。

开启系统具有固定部分和由活动机械元件组成的活动部分，这些活动机械元件限定直线的、侧面圆形的或枢转的开启运动。

背景技术

例如在航空领域已知此类系统可具有选自直线臂或鹅颈臂、铰链、可拆卸固定装置和/或侧面臂或杆的伸展构件。

因此，在穹顶圆周上的直线臂使得穹顶开启时能够抵达旋转轴。然后在组装期间可以进行调整。此外，此类直线臂构成不产生明显过多质量的解决方案。

鹅颈臂的使用具有相同的目的，在穹顶的圆周内，其需要更多的重量因为此解决方案需要旋转轴上的附加装置，该轴必须位于活动部分后。此附加部分的存在意味着要保护的结构和用于开启的机构之间的界面是复杂而昂贵的。此界面处的密封也是复杂的，并且使得该单元更重。

在侧向开启的构造中，臂安装在共同铰链上且每个臂的移动通过连接杆引导。此构造产生如上述解决方案相同的缺点。此外，侧向开启对于维护并不是最优的，因为其又要求用于两个操作员的双通道，这会涉及与维护平台的相互作用。 

通过外部铰链的开启是比前一个方案更轻的解决方案，但是和带有直线臂的解决方案一样，其需要更多的调整并且增加了空气动力学阻力。

上述用于开启的系统仅能利用刚性活动部件实施。因此，用于飞机的复合物雷达天线罩必须例如通过金属框架加固。这涉及到附加的成本，以及活动组件的重量和复杂性。此外，加固框架需要与用于安装该固定结构的底座的刚性界面。结果是雷达天线罩和固定部分之间游隙量的增加以及空气动力学阶梯的存在。

通过可拆卸紧固件的用于开启的系统使得结构能够变得更轻，因为没有使用附加的开启机构。此外，活动部分不需要将尺寸设置成当活动部分开启时接纳结构性机构的壳体。

此解决方案的优点在于活动部分在组装期间更容易定位并且满足空气动力学要求。因此，在维护操作期间当活动部分开启时，其通过专用工具保持。

缺点来自于用于取出紧固件的时间通常超出维护目标，以及对于不总是可获得的基础维修设备的需要。

发明内容

本发明的目的在于实现没有上述缺点的保护性穹顶的开启，尤其是允许接近装置（尤其是雷达通讯装置和/或其它通讯系统）而没有腐蚀或损坏风险（抗极端负载以及抗风）、使用简单的工具快速组装及调整、重量轻、成本经济并且具有减少的空气动力学阻力的简单而快速的开启。

为此，本发明提供了以便于将穹顶移开，同时快速开启工作空间的方式结合两种运动的独特的运动。

更具体地，本发明涉及一种用来开启用于要保护的装置的保护性穹顶的方法，尤其是通过发射/接收波的用于无线电通讯的结构，其安装在描述为固定的部分中。在开启之前的初始位置，界面（优选地是出于密封原因的平面）将穹顶与固定部分隔开。在此方法中，穹顶通过在穹顶和固定部分之间可旋转移动的至少两个独立的双连杆连接而连接到固定部分上。单个连接中的连杆共同安装以便整体形成呈等腰梯形形状的动臂装置，该动臂装置在开启期间通过枢转而打开直至开启完成。此打开以这样的方式实施，使得穹顶通过平移和旋转的运动组合而从固定部分移开。

使连杆倾斜以形成梯形，使得系统能够在开启期间及结束时通过正确维持侧向稳定性而被加固。

有利的是，每个连接的连杆都铰接地安装在穹顶的周边上，尤其是在穹顶的内边缘上。此布置使得能够增加稳定性。

此外，连接的活动连杆尺寸设置成使得开启运动以穹顶的运动大体上呈垂直于界面平面的平移的阶段开始，继之以穹顶的运动大体上呈平移和绕平行于动臂装置的枢转轴线的固定轴线的旋转的阶段。有利的是，开启运动是使用模式中向上的打开，穹顶的最终位置相对于其初始位置限定30°和80°之间的开启角度，优选地在40°和50°之间。提供了自动锁定，有利的是在伸缩延伸结束时，此时穹顶已经到达其最终开启位置。

此外，穹顶上的连杆有利地具有弹性，这使得能够避免调整。

本发明也涉及能够尤其是根据上述方法连接到固定部分上的雷达天线罩。此类雷达天线罩具有穹顶形保护盖以及铰接的连接机构，其第一末端可以旋转地连接到保护盖上。第二末端可以旋转地连接到固定部分上，要由雷达天线罩保护的通讯系统安装在该固定部分上。连接机构包括至少两对。每个连接对的末端都通过用于旋转连接的装置安装在共同装配件上。每个连接对都形成定形为等腰梯形的动臂装置的其中一条边。连接和臂的此双连接架构有利地使得能够降低质量，因为运动部分和装配件在结构上是轻的，该架构的末端附接在共同装配件上。

根据特定实施例：

－ 每个对包括由直线引导连杆以及具有更大机械强度的臂构成的两个连接元件，每个对的每个元件都能够围绕固定轴线整体枢转；

－ 至少两个伸缩杆能够旋转地附接到雷达天线罩上以及固定部分上，以便当雷达天线罩到达其最终开启位置时产生自动锁定；

－ 用于将连接对的末端旋转连接到雷达天线罩上的装置是弹性材料制成的支架上的旋转轴承（已知为“防震安装”或“隔音装置”轴承）；

－ 等腰梯形的边与底部形成50°到70°的角度，优选为60°；

－ 连接对的连杆和臂在使用时在侧面投影中具有恒定的分离角，尤其是从5°到30°，优选从10°到25°；

－ 具有（更大）机械强度的臂是弯曲的，形成加工成肋的两个边缘，并且通过双层外皮(double cisaillement)连接到支架上；

－ 有利的是，每个连接对的臂的刚性都以限制穹顶在极端负载下的偏移的方式在围绕竖直轴线的弯曲负载下计算，竖直轴线穿过固定部分上的末端。

附图说明

在参考附图阅读以下具体描述后，本发明的其它优点、方面和特征将变得明显，附图分别示出了：

－ 在图1中，示出了带有雷达天线罩的飞机机头的透视图；

－ 在图2和图3中，分别从上面和侧面示出了根据本发明的雷达天线罩的一个示例分别在中间及完全开启位置上的视图；

－ 在图4中，图形4a到4k是根据前面图形的雷达天线罩在附接到固定部分的初始位置和完全开启位置之间的逐步开启的侧面视图；

－ 在图5和图6中，用雷达天线罩的边缘的前视图和雷达天线罩与固定部分之间的透视图示出了带有连杆和弯曲的臂的连接对；以及

－ 在图7和图8中，示出了用于旋转地连接臂的末端和雷达天线罩的固定支架上的连杆的末端的装置的横截面视图。

具体实施方式

贯穿此文本，雷达天线罩搁置其上的部分，在以下示例的情况下是飞机机身的一个末端，被描述为是固定的，因为其充当用于用来开启雷达天线罩的运动的基准。图中的中心轴线X'X是水平的，换言之，平行于飞机立于其上的地面，竖直平面垂直于地面。定性词“上”和“下”或等同的术语涉及单个对象例如雷达天线罩的部分相对于地面的相对位置。

在图1中，飞机A的机头包括由复合材料的穹顶形成的能够保护雷达天线的雷达天线罩1。雷达天线罩1连接到飞机A的机身10上，此机身构成描述成固定的部分。雷达天线罩和机身通过紧固件11和定心元件12连接以便于安装。

参考图2中的上部视图，雷达天线罩1的示例处于中间开启位置。此雷达天线罩由复合材料制成。此图形是简化的使得所显示的仅有的连接元件是两个连接对21和22，它们相对于穿过中心轴线X’X的中心竖直平面V1而对称。连接21和22包括连杆2a以及带有形成肋的两条加工边缘的弯曲的臂20a，这些肋形成平面壁的框架。这些连接由金属合金例如铝合金制成。臂的机械强度大于连杆的机械强度。

在图2的平面中，平行于地面S，这些连接——尤其是如图中所示的臂20a和20b——形成等腰梯形形状的动臂装置T1的边C1和C2，动臂装置的底部B1和B2用点划线显示。在图形的平面中，单个对21或22的连杆2a和臂20a显示为总体平行的并且相对于平行于固定部分的进入面F1（见图3）以及基部B1,B2的竖直平面V2形成大约60°的角度。连接对21和22共同在单个支架上（相对于平面V1对称）在它们的末端处安装在：分别在形成雷达天线罩1的覆盖物的内边缘Bi处安装在装配件31上（见图3），以及对于固定部分的进入面安装在装配件33上。在单个装配件上共同的这些安装有利地允许所传递力的共同吸收。

在图3中所示的侧面视图中，固定部分10的进入面F1显示成竖直的。大约在此面F1的中心处，安装了雷达天线13。在此图中，连接对21和伸缩杆41在其末端处通过用于旋转连接的合适的铰链4和4’固定到雷达天线罩1的内边缘Bi和面F1上。伸缩杆41掩盖了相对于穿过中心轴线X’X的竖直面V1对称定位的相同的伸缩杆42。每个伸缩杆41，42都在大于连接对的长度的距离处竖直地定位到对应连接对21，22的共同装配件上。此外，由于定位在共同装配件上以及雷达天线罩的周边处，每个连接对21，22都短于对应的伸缩杆41，42。这样的结果是节省了长度并从而节省了质量。此外，伸缩杆41和42具有对应于雷达天线罩1相对于机身的面F1的最大最终开启度O_max的自动锁定位置。在此示例中，最大开启度为大约44°。操作员施加力（箭头E）直至达到最大开启度。

每个连接对21的臂20a和连杆2a之间的分离角α在以侧向投影示出的示例中为大约16°。此类分离使得可以防止雷达天线罩只是围绕由连杆2a的前端形成的轴线旋转（见参考图6的描述）。此外，臂20a和连杆2a的旋转轴线不是平行的，以便在连接元件、连杆和臂上强加运动（同样地，见参考图6的描述）。

图4中的图形4a到4k以侧面视图显示了雷达天线罩1的开启中在初始位置（图形4a）和最终位置(图形4k)之间的逐步变化，在初始位置上，雷达天线罩1的圆形唇部1a设置成抵靠固定部分10的面F1的界面，而最终位置对应于最大开启度O_max。操作者抬起雷达天线罩1，从雷达天线罩1的下部施加增加的推力（箭头E），直至伸缩杆41和42锁定。开启运动是使用模式下的向上开启（箭头E）。连杆2a以及连接对21和22的臂20a分别围绕相对于竖直平面V1对称的轴线枢转（见图2），分别是AA’, BB’以及CC'，DD'。伸缩杆41和42围绕铰链4处的轴线FF’枢转。

在图形4a到4k中，在前面图形中使用的相同参考标号指相同的元件。

对连接对21和22的尺寸和位置进行调整以便：

- 在图形4a到4c所示的雷达天线罩的第一平移阶段（箭头T）中，雷达天线罩1的唇部1a保持基本平行于固定部分10的面F1，以及

- 在图形4d到4k所示的雷达天线罩的第二旋转阶段（箭头R）中，雷达天线罩除了向前和向上的平移（平行于箭头E）之外，还围绕平行于轴线FF’的轴线枢转。

分成两个阶段使得尤其可以防止雷达天线罩与固定部分之间的垫圈剪断。这是因为雷达天线罩的分离在移动的运动开始时通过纯粹的平移仅仅是轴向的。因此，垫圈对于相当长的时间段保持其强度以及其密封功能。

根据图5的雷达天线罩1的内边缘Bi的部分前视图显示了连接对21，及其用于附接到雷达天线罩以及固定部分（其由于可视性原因没有显示）上的装配件，分别标为31和33。

装配件31刚性地连接到雷达天线罩1的内边缘Bi上。此装配件31具有两个旋转轴承3a和30a，以旋转地接纳连接对21的连杆2a的相应适配末端。杆2a和连杆20a的其他末端旋转地接纳在能够刚性地连接到固定部分10上的装配件33上（见图6）。

臂20a是弯曲的，并且具有由平面壁23a连接的两个加工边缘21a和22a，这两个臂在安装在装配件31上的末端处合并成单个臂，并且在另一个末端处变成另一个装配件33的旋转轴线上的铰链。

图5中还示出了定心球12。此元件也固定在雷达天线罩1的边缘Bi上，并且变成刚性地连接到固定部分上的互补定心元件上的铰链，以便通过定心提供定位。

机身10的固定部分的面F1上的装配件33在图6中所示的透视图中显示得更清楚，其对于相同的元件使用相同的参考标号。在此图形中，连杆2a和臂20a到固定部分10的附接装配件33的连接以前视图显示，并且以雷达天线罩1和固定部分10之间的透视图也显示了到雷达天线罩1的装配件31的连接。尤其是，臂20a和连杆2a的末端20e和2e（相应地20'e和2’e）分别被旋转轴承30a和3a（相应地30’a和3’a）旋转地接纳，旋转轴承形成在雷达天线罩1的附接装配件31上（相应地固定部分10的附接装配件33）。在此图形中显示为连杆2a以及臂20a沿两个不同的方向定向。因此，连杆2a和臂20a的旋转轴线在穹顶1和固定部分10处并不彼此平行，连杆2a和臂20a的旋转轴线由分别用于臂20a的轴承30a和30’a以及用于连杆2a的轴承3a和3’a的那些旋转轴线组成。在其他变型中，轴线的此不平行性在穹顶和/或固定部分上实现。各连接的连杆20a和臂2a的旋转轴线因而在两个不同的平面中具有非零角。臂20a和连杆2a之间的分离角α此处以侧面视图显示，大体上如实际尺寸。此分离优选地在15°和20°之间，在该示例中大约为16°。

这些旋转轴承上的旋转连接有利地介入弹性材料（例如橡胶或者合成橡胶）制成的支架。图7和8中给定的横截面视图以更多细节显示了此类旋转连接的构造，在此情况下臂20a和连杆2a到装配件31的轴承30a和3a的连接在图5和6中显示。

参考图7，臂20a的末端20e通过快速释放销30b旋转地安装在轴承30a上。弹性材料的元件30r充当在所有轴线中提供弹性的波纹管。

在图8中，连杆2a的末端2e旋转地安装在轴承3a的快速释放销20x上，轴承3a通过环31b安装在装配件31上。转向节2e设有弹性材料20r。

设有弹性材料20r和30r的转向节2和20e具有确定的径向刚度，使得其对于对应于雷达天线罩的周边处的锁的锁定的负载达到其最大位移（对应于组件的最大公差范围）。

本发明并不限于以上描述或显示的示例。其例如可以提供多于两条伸缩杆或者不同形态的连杆或联接杆，并且也可以提供到雷达天线罩以及到固定部分的活动元件的其它类型的连接，或者在这些元件的接合点处其它的几何形状。

Claims (19)

1. 一种用于开启用来保护要保护的装置的穹顶(1)的方法，穹顶(1)安装在描述为固定的部分(10)中，其中，在开启前的初始位置上，优选平面的界面(V2)将所述穹顶(1)与固定部分(10)分开，所述方法的特征在于所述穹顶(1)通过至少两个独立的双链接连接(21,22)连接到所述固定部分(10)上，连接(21,22)在所述穹顶(1)和所述固定部分(10)之间能够旋转移动，单个连接(21,22)中的链接(2a,20a)共同装配到所述穹顶(1)和所述固定部分(10)上，以整体形成呈等腰梯形(TI)形状的动臂装置，其在开启期间通过枢转(F)打开直至到达最大开启度(O_max)，使得所述穹顶(1)通过平移和旋转的运动组合而从所述固定部分(10)移开。

2. 根据权利要求1所述的用于开启的方法，其中单个连接中的所述链接(2a,20a)在所述穹顶(1)和/或在所述固定部分(10)处不是彼此平行的。

3. 根据前一权利要求所述的用于开启的方法，其中每个连接(21,22)的所述链接(2a,20a)在两个不同的平面中具有非零角。

4. 根据权利要求1所述的用于开启的方法，其中每个连接的所述链接(2a,20a)铰接地安装在所述穹顶(1)的周边上，尤其在内边缘(Bi)上。

5. 根据权利要求1或权利要求2所述的用于开启的方法，其中所述开启运动是在使用模式下的向上打开，所述穹顶(1)的最终位置相对于其初始位置限定30°到80°之间，优选40°到50°之间的开启角(O_max)。

6. 根据权利要求1所述的用于开启的方法，其中当所述穹顶(1)已经抵达其最终开启位置(O_max)时提供自动锁定。

7. 根据前一权利要求所述的方法，其中所述锁定在伸缩延伸件(41,42)的末端处产生。

8. 根据任一前述权利要求所述的用于开启的方法，其中连接链接（21,22）的尺寸设置成使得开启运动以所述穹顶(1)基本上垂直于所述界面(V2)的平面平移的运动阶段(T)开始，继之以所述穹顶(1)基本上平移并围绕所述动臂装置(TI)的平行枢转轴线旋转的运动阶段(R)。

9. 根据任一前述权利要求所述的用于开启的方法，其中所述链接(21,22)到所述穹顶(1)以及到所述固定部分(10)的连接具有使得能够避免调整的弹性。

10. 一种能够连接到固定部分(10)上的雷达天线罩，尤其是根据如任一前述权利要求所述的用于开启的方法，其特征在于，所述雷达天线罩具有穹顶形保护罩(1)以及连接机构(21,22)，连接机构的第一末端(20e,2e)能够旋转地连接到保护罩(1)上，且第二末端(20’e,2’e)能够旋转地连接到所述固定部分(10)上，要由所述雷达天线罩(1)保护的通讯系统(13)安装在所述固定部分(10)上，所述连接机构由至少两个对(21,22)形成，每个连接对(21,22)的末端(2e,2’e;20e,20’e)通过用于旋转连接的装置(3a,3’a;30a,30’a)安装在公共装配件(31,33)上，且每个连接对(21,22)形成形状为等腰梯形（TI）的动臂装置的其中一条边(C1,C2)。

11. 根据前一要求所述的用于雷达天线罩，其中单个连接(21, 22)中的所述连接对(2a,20a)在所述穹顶(1)和/或在所述固定部分(10)处具有不是彼此平行的旋转轴线。

12. 根据前一权利要求所述的雷达天线罩，其中每个连接(21,22)的所述连接对(2a,20a)的旋转轴线在两个不同的平面中具有非零角。

13. 根据权利要求10到12的任一项所述的雷达天线罩，其中每个对包括由直线引导连杆(2a)和具有高机械强度的臂(20a)形成的两个连接元件，每个对(21,22)的每个元件(2a,20a)能够完全围绕固定的轴线(AA’,BB’;CC’,DD’)枢转。

14. 根据权利要求10到13的任一项所述的雷达天线罩，包括能够旋转地固定到所述雷达天线罩(1)和所述固定部分(10)上的至少两个伸缩杆(41,42)，以便当所述雷达天线罩(1)已经抵达其最终开启位置(O_max)时产生自动锁定。

15. 根据权利要求10到14的任一项所述的雷达天线罩，其中每个连接对(21,22)短于对应的伸缩杆(41,42)。

16. 根据权利要求10到15的任一项所述的雷达天线罩，其中用于所述连接对(21,22)的末端(2e,20e)到所述雷达天线罩(1)的旋转连接的装置是由弹性材料(20r,30r)制成的支架上的旋转轴承(3a,30a)。

17. 根据权利要求10到16的任一项所述的雷达天线罩，其中所述等腰梯形(TI)的边(C1,C2)与底部(B1,B2)形成50°到70°的角度，优选60°。

18. 根据权利要求10到17的任一项所述的雷达天线罩，其中连接对(21,22)的所述连杆(2a)和所述臂(20a)在使用时在侧面投影中具有从5°到30°，优选从10°到25°的分离角(α)。

19. 根据权利要求10到18的任一项所述的雷达天线罩，其中具有高机械强度的臂(20a)是弯曲的，形成加工成肋的两条边缘(21a,22a)。

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