CN103821846A

CN103821846A - 一种小型飞机的制动系统

Info

Publication number: CN103821846A
Application number: CN201410075636.2A
Authority: CN
Inventors: 林海英; 霍艳军; 刘思嘉
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: CN103821846B

Abstract

本发明公开了一种小型飞机的制动系统，属于飞机制动系统技术领域。本发明的制动系统包括压力气罐、气管、气缸、活塞-压盘、主动摩擦片、从动摩擦片、花键轴和轴承。所述压力气罐通过气管与气缸连通，活塞-压盘位于气缸中。所述主动摩擦片和从动摩擦片均套在花键轴上，其中主动摩擦片通过六个内六角螺栓上固定在轮毂上，从动摩擦片通过内花键套在花键轴上。所述花键轴一端与轮毂之间通过轴承连接，另一端通过楔块起落架的矩形支柱配合，将花键轴固定在起落架上。通过本发明，小型飞机在降落后能在较短时间和距离内停下，并且避免了飞机冲出跑道造成的不必要损伤。此套制动系统采用0.5～0.8MP压力的气体，用小型压力气罐，结构简单，重量轻，操作简便。

Description

一种小型飞机的制动系统

技术领域

本发明涉及一种小型飞机的制动系统，属于飞机制动系统技术领域。

背景技术

在操纵固定翼小型飞机降落时，由于现有刹车系统可靠性低，导致飞机降落滑跑距离长，或刹车抱死，造成不必要的损伤，尤其是翼载荷大的小型飞机，降落速度高、滑跑距离长，需要高效可靠的刹车制动系统，以保证飞行试验的安全性。如何设计出一套简单有效、可靠且寿命较长的固定翼小型飞机制动系统，成为了一项技术难题。

发明内容

本发明的目的是设计一种应用于小型飞机的制动系统，通过这套制动系统，飞机能在较短的时间和距离内停下来，并且该刹车制动系统具有高可靠性和耐久性。

本发明提供的小型飞机制动系统装在飞机起落架上，所述制动系统包括压力气罐、气管、气缸、活塞-压盘、主动摩擦片、从动摩擦片、花键轴和轴承。所述压力气罐通过气管与气缸连通，活塞-压盘位于气缸中，并可以轴向运动。所述主动摩擦片和从动摩擦片均套在花键轴上，其中主动摩擦片通过六个内六角螺栓上固定在轮毂上，可以随轮毂一起转动，从动摩擦片通过内花键套在花键轴上，限制从动摩擦片的转动。所述花键轴一端与轮毂之间通过轴承连接，另一端通过楔块起落架的矩形支柱配合，将花键轴固定在起落架上。

所述花键轴内端面开的环形槽，槽底设置通孔，通孔连通花键轴外端面的气管，所述环形槽内设置活塞-压盘，所述活塞-压盘和环形槽底部之间形成气缸结构。

主动摩擦片和从动摩擦片各有两片，并且相间安装。

在所述气管上靠近压力气罐位置设置电磁开关。

本发明的有益效果是:

通过本发明，小型飞机在降落后能在较短时间和距离内停下，并且避免了飞机冲出跑道造成的不必要损伤。此套制动系统采用0.5～0.8MP压力的气体，用小型压力气罐，结构简单，重量轻，操作简便；主动摩擦片和从动摩擦片均采用进口芳纶纤维及优质紫铜为骨架材料，耐高温树脂及橡胶为粘合剂，配合优质进口摩擦性能调节剂和填充料，实现了制动时接合柔和，制动结束后分离彻底，并且具有过载保护功能，防止了抱死打滑，而且具有散热性能好，寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明提供的制动系统的总体安装位置简图；

图2为本发明提供的制动系统的结构放大示意图；

图3为本发明制动系统中主动摩擦片的断面图；

图4为本发明制动系统中从动摩擦片的断面图；

图5A和图5B为本发明制动系统中花键轴的结构示意图。

图中：

1.轴承； 2.轮毂； 3.主动摩擦片； 4.从动摩擦片；

5.内六角螺栓； 6.密封圈； 7.活塞-压盘； 8.花键轴；

9.进气孔螺栓； 10.气管； 11.电磁开关； 12.压力气罐；

13.气缸； 801.光杆轴段； 802.花键段 803.端部；

804.矩形凸起； 805.环形槽； 806.通孔； 807.中心通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供一种小型飞机的制动系统，如图1所示，所述制动系统连接在小型飞机起落架轮毂上。所述制动系统，如图2所示，包括压力气罐12、气管10、电磁开关11、气缸13、活塞-压盘7、主动摩擦片3、从动摩擦片4、花键轴8和轴承1。所述花键轴8结构如图5A和图5B所示，分为三段结构，从左向右分别为光杆轴段801、花键段802和端部803，所述端部外端面具有两个矩形凸起804（也称为楔块），内端面开有环形槽805。所述光杆轴段801通过轴承1与轮毂2连接。中间的花键段802中具有外花键结构，花键根部直径大于光杆轴段801直径，花键外端直径小于端部内端面上环形槽805内径。所述环形槽805内设置活塞-压盘7，并在二者之间设置密封圈6。所述密封圈6有两个，分别设置在活塞-压盘7与环形槽805的接触面上，实现密封。所述活塞-压盘7与环形槽805底面之间形成气缸13结构。所述环形槽805底面具有两个以上通孔806，连通气缸13和端部外端面的气管10。其中一个通孔806通过进气孔螺栓9连接气管10，其余通孔806密封，当使用中的通孔806出现堵塞等状况，将气管10连接到其余的任意一个通孔806上，保证气缸13正常工作。

所述花键轴8具有轴向中心通孔807，用于连接起落架和轮毂2。如图1，起落架矩形支柱宽度刚好与花键轴8端部外端面上两个矩形凸起804的间距相等，用螺栓将起落架和花键轴8固定，实现所述制动系统的连接固定。其中所述矩形凸起804用于限定起落架和花键轴8之间的相对转动，保证了制动系统在起落架上的准确定位和安装。

压力气罐12通过气管10与气缸13连通，活塞-压盘7位于气缸中，并可以轴向运动。所述主动摩擦片3和从动摩擦片4均相间套在花键轴8的花键段，并且所述主动摩擦片3的内孔直径等于花键轴8花键段的端部直径，如图3所示，主动摩擦片3的圆周具有六个凸起的螺栓孔，类似外花键结构，螺栓孔用于将主动摩擦片3固定在六个内六角螺栓上，所述六角螺栓与轮毂2之间螺纹连接，使得所述主动摩擦片3可以随轮毂2一起转动。从动摩擦片4具有内花键结构，如图4所示，所述内花键结构与花键轴8的花键相配合，可以将从动摩擦片4套在花键轴8的花键上，使得从动摩擦片4与花键轴8相对位置固定。在制动系统工作时，从动摩擦片4对主动摩擦片3施加摩擦力矩，使主动摩擦片转速降低，直至停止转动。

优选的，主动摩擦片3和从动摩擦片4各有两片，并且相间安装。在所述的压力气罐12出口附近的气管10上设置电磁开关11，根据控制系统发出的信号，可以对压力气罐12内的高压气体进行开关操作。

飞机在起飞和飞行状态下，制动系统是不工作的。当飞机在着陆时，压力气罐12放出高压气体，高压气体经过气管10通入气缸13中，活塞-压盘7在高压气体的推动下，沿轴向向轮毂2方向运动，如图2中箭头所示。此时，活塞-压盘7推动从动摩擦片4向左运动，从动摩擦片4与主动摩擦片3接触，产生阻碍主动摩擦片3转动的摩擦力矩，致使主动摩擦片3减速并带动轮毂2最终停止转动，实现了对飞机的制动。

本发明提供的制动系统中，压紧机构采用了活塞-压盘7，摈弃了传统的皮碗结构，克服了皮碗结构的工作不可靠、寿命短等缺点，实现了压紧机构简单、可靠、寿命长等优点。本发明中主动摩擦片3和从动摩擦片4均采用5%进口对位芳酰胺纤维（PPTA）及15%优质紫铜为骨架材料，15%耐磨粒、15%丁腈粉改性酚醛树脂及橡胶为粘合剂，配合15%氧化铝填充料在高温下烧结而成（上述含量均为质量百分含量），实现了制动时接合柔和，制动结束后分离彻底，并且具有过载保护功能，防止了抱死打滑，而且具有散热性能好，寿命长等优点。

Claims

1.一种小型飞机的制动系统，其特征在于：所述制动系统安装在飞机起落架上，所述制动系统包括压力气罐、气管、气缸、活塞-压盘、主动摩擦片、从动摩擦片、花键轴和轴承，所述压力气罐通过气管与气缸连通，活塞-压盘位于气缸中，并可以轴向运动；所述主动摩擦片和从动摩擦片均套在花键轴上，其中主动摩擦片通过六个内六角螺栓上固定在轮毂上，随轮毂一起转动，从动摩擦片通过内花键套在花键轴上，限制从动摩擦片的转动；所述花键轴一端与轮毂之间通过轴承连接，另一端通过矩形凸起与起落架的矩形支柱配合，将花键轴固定在起落架上；所述花键轴内端面开的环形槽，槽底设置通孔，通孔连通花键轴外端面的气管，所述环形槽内设置活塞-压盘，所述活塞-压盘和环形槽底部之间形成气缸结构。

2.根据权利要求1所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：主动摩擦片和从动摩擦片各有两片，并且相间安装。

3.根据权利要求1所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：在所述气管上靠近压力气罐位置设置电磁开关。

4.根据权利要求1所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：所述花键轴结构分为三段结构，从左向右依次为光杆轴段、花键段和端部，所述端部外端面具有两个矩形凸起，内端面开有环形槽；所述光杆轴段通过轴承与轮毂连接；中间的花键段中具有外花键结构，花键根部直径大于光杆轴段直径，花键外端直径小于端部内端面上环形槽内径；所述环形槽内设置活塞-压盘，并在二者之间设置密封圈；所述活塞-压盘与环形槽底面之间形成气缸结构；所述环形槽底面具有两个以上通孔，连通气缸和端部外端面的气管；所述花键轴具有轴向中心通孔，用于连接起落架和轮毂。

5.根据权利要求4所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：所述密封圈有两个，分别设置在活塞-压盘与环形槽的接触面上，实现密封。

6.根据权利要求4所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：所述主动摩擦片的内孔直径等于花键轴花键段的端部直径，主动摩擦片的圆周具有六个凸起的螺栓孔，螺栓孔用于将主动摩擦片固定在六个内六角螺栓上，所述六角螺栓与轮毂之间螺纹连接，使得所述主动摩擦片可以随轮毂一起转动；从动摩擦片具有内花键结构，所述内花键结构与花键轴的花键相配合，可以将从动摩擦片套在花键轴的花键上，使得从动摩擦片与花键轴相对位置固定。

7.根据权利要求1所述的一种小型飞机的制动系统，其特征在于：主动摩擦片和从动摩擦片均采用5%对位芳酰胺纤维及15%紫铜为骨架材料，15%耐磨粒、15%丁腈粉改性酚醛树脂及橡胶为粘合剂，配合15%氧化铝填充料在高温下烧结而成,上述含量均为质量百分含量。