CN1041733A - 包括受控收缩行程和回弹缓冲及冲击超荷保护的起落架装置 - Google Patents

Abstract

起落架装置(1)包括一面积可变的节流孔(18)以得到着陆时起落架装置所希望的回弹缓冲和与面积可变的节流孔(18)共同工作的一个或多个单向阀部件(20)以在着陆时提供起落架装置所希望的受控收缩。而且起落架装置(1)具有一个仅在起落架装置(1)收缩行程的中间部分时，在一预调定的压力降下允许旁流的溢流阀部件(40)以在着陆时减少剧烈冲击等，且不会对起落架装置的受控收缩和回弹缓冲有不良影响。

Description

本发明一般涉及一种如下文所示的有降落到粗糙跑道上时用的受控收缩行程和回弹缓冲的起落架装置。这种起落架装置是专门设计用于调节象军用飞机等高性能短距离起飞着陆（简称S.T.O.L）型飞机的回弹缓冲力。但这种装置同样可用于其他类型的高性能飞机。当然这种起落架装置最好还包括冲击超荷保护装置用来调节着陆时猛烈冲击的大冲击力要求。

人们已经从与本发明为同一转让人的美国专利4，552，334中悉知，有一种带有滑行收缩行程旁通阀的起落架装置，当着陆冲击完成阀门就立即打开以大大减小或根本消除高缓冲负荷，否则在粗糙的跑道上滑行时可能发生这种负载。然而还需要继续提供一种更简单的方法来实现这种受控收缩行程的缓冲。

此外，还需要增加用于S.T.O.L型飞机上所用的起落架装置的回弹缓冲。由于较高的下降着陆速度（如：着陆时向地面的速度）和着陆过程中S.T.O.L型飞机的不同升力性能，S.T.O.L型飞机在着陆过程中回弹的趋势较大，（如：从地面反跳回来）。如果飞机是在粗糙的跑道上起落，这种情况将更为严重，跑道粗糙例如是由于暂时修理被炸坏的区域之类引起的。

进一步需要提供一种简单有效的方法来调节起落架的大冲击力，在粗糙跑道上着陆的过程中减小猛烈冲击而对上述的在着陆过程中受控收缩行程与回弹缓冲产生不利影响。

考虑到前述的问题，本发明的主要目的在于提供一种起落架装置，这种装置用第一个受测定的小孔面积来控制起落架在着落过程中的受控收缩行程，用比第一个小孔面积小的第二个受测定小孔面积来实现着陆过程中所需的回弹缓冲。

另一目的在于提供一种起落架装置，此装置能调节大冲击力以减小着陆时的猛烈冲击而不对起落架的受控收缩行程和回弹缓冲产生不利影响。

根据本发明的一个方面，起落架包括一个或多个单向阀组件与一个面积可变的小孔调节杆配合操作以提供在着陆时所需的起落架受控收缩行程。调节杆的形状制成可提供一个受测定的小孔面积，用以在起落架收缩和延伸时限制其流量，流量根据杆的位置而定。单向阀组件可在起落架收缩时提供补充的有限制的流量，但在起落架伸长时只允许有少量或无回流。相应地，在起落架伸长时，受测小孔面积（实质上只是由调节杆来提供的）比无起落架收缩时更小，这样可有效地用来产生S.T.O.L型与其他型号飞机所需的回弹缓冲。

根据本发明的另一个方面，起落架装置还可有一个溢流阀来调节大冲击力以减小着陆时猛烈冲击而对起落架的受控收缩行程和回弹缓冲产生不利影响。

为达到所述的和有关的结果，本发明包括下文充分叙述并在权利要求中特别指出的特点，下文的叙述和附图详细提出本发明某些例证性的实现方案，这些方案只表示几种用本发明的原理的不同方法。

在附图中，

图1是根据本发明显示的完全伸展的起落架装置最佳形式的局部纵向剖面图;

图2是与图1同样的起落架装置的局部纵向剖面图，但显示在着陆时起落架装置收缩行程时部分收回的起落架装置;

图3是图2起落架装置放大的局部纵向剖视图;

图4是图3中起落架装置沿“4-4”平面的进一步放大的局部横向剖面图;

图5是与图3同样的起落架装置的放大的局部纵向剖视图，但示示在收缩行程时处于中间位置的起落架装置，这时溢流阀提供从下活塞腔室到上活塞腔室的液流旁路，以减小猛烈冲击而不影响起落架装置的受控收缩行程和回弹缓冲;

图6也是与图3同样的放大的局部纵向剖视图，但显示着陆时收缩行程移动到终端的起落架装置;

图7是根据本发明的起落架装置的变换形式一部分的放大的局部纵向剖视图。

现根据附图进行描述，首先参见图1，显示根据本发明的起落架装置1最佳形式，它一般由主冲击撑杆2组成，其中包括用通常的方法将其上端或内侧端与机身相连的外套的主缸体3。在外套的主缸体内轴向运动的是向外伸展超出主缸体下端或外端的主撑杆活塞4，在其外侧端安装置一轮子和轮胎部件（未画出）。主活塞4一般在其收缩长度上是管状的，其内节流支承管5可相对滑动。节流支承管与外套的主缸体3的内侧端相连且同轴地伸入主活塞内，围绕节流支承管5的外端是与主活塞的内径（I.D.）动密封装配的O形密封圈6，以防止流体在它们之间流动。

与节流支承管5的外侧端相连的是一包含一活动节流孔环9的节流部件8，通过节流孔环9伸展的是与主活塞4相连并与之一起运动的调节杆10，调节杆10包括许多在其外表面的纵向延伸、周向间隔的槽15，以便在起落架冲击时使流体在节流孔环9的相反面上下活塞腔室16、17之间流动时提供液压缓冲的初级控制。例如，如图3所示，槽15的深度最好沿杆的长度而变化，以便当杆通过节流孔环9时具有不同的节流区，象已有技术那样在不同的撑杆冲击位置时，将起落架的动载荷冲击曲线控制在一定的限度内。

为了适应与S.T.O.L型飞行器的较高下降速度着陆有关的起落架装置的结构外壳，可以选择调节杆10冲击与流动面积的关系，以便在预计的轮胎回跳时减少主冲击撑杆的垂直载荷，这样保证得到的合成载荷使起落架装置没有损伤。而且，调节杆10可以被制成这样的，使例如由槽15和节流孔环9之间产生的最大可调节的节流区18，发生在撑杆中相应于通常滑行位置的一点，以消除否则在粗糙的滑道上滑行时可能产生的高缓冲载荷，而并不需要为之有特殊的旁路阀门装置。

在伸展（拉出行程）和回缩（吸缩行程）时，由调节杆10提供的调节节流区18当然允许在下腔室和上腔室16、17之间有受节制的流量。然而如果根据本发明选择调节杆节流区18来控制回弹缓冲，这样的调节杆节流区对提供着落时起落架装置的收缩行程所需速度是不够的。由此，为了在起落架收缩时增加这样的受控流，在从节流环9径向向外隔开的节流部件8中，最好提供一个或多个单向阀部件20。

在图1至6显示的本发明的最佳实施方案中，有二个这样的单向阀部件20，每个包括与节流部件8的内端相连的舌形阀板21，连接是利用一对带肩螺栓22，后者允许阀板21在分别阻止和允许流体通过节流部件中相连的流道23的开启和闭合位置之间的有限运动。正如将明显看到的那样，这种单向阀板21允许另外的受控流在起落架收缩时从下活塞腔室16流到上活塞腔室17以补充通过调节杆节流区18的受控流。然而，在起落架伸出时，从上活塞腔室到下活塞腔室的回流产生一负压使单向阀部件20关闭，允许很少的或不允许回流通过单向阀部件。或者也可以，在一块或二块阀板21上开出象图4中用虚线表示的一个或多个小孔25，允许有限的回流在起落架伸出时通过单向阀部件20，回流比起落架压缩时通过其中的流量小得多。

如果需要，象图7中显示的可移动的节流孔环9'本身也可用作单向阀，以补充或代替起落架收缩时通过单向阀部件20外加的受控流。为此可以提供图7所示类型的节流部件8'的变型，它包括靠近节流孔环面对着下活塞腔室一面的封闭凸缘30和靠近节流孔环面对上活塞腔室一面的不封闭凸缘31。在起落架收缩时，从下活塞腔室流到上活塞腔室的流体使节流孔环9'向上运动与不封闭的凸缘31接合，如图7所示，这样允许绕节流孔环9'的外径（O.D.）的额外受控流在不封闭的凸缘31中通过轴向槽32。相反地，在起落架伸出时，从上活塞腔室流到下活塞腔室的流体产生一负压，将节流孔环9'推靠在封闭凸缘30上，允许很少的或不允许回流通过节流孔环的外表面。

两种情况中，起落架伸出时比超落架收缩时可能有更小的总的受控节流区。这样大大增加回弹缓冲，因为在伸出起落架的节流支承管5的上端35中，空气负荷的能力比如果象现在使用的情况在两个方向上总受控节流区一样的能力节流要大得多。这空气流支承管5中的空气通过在节流支承管内两端位置之间轴向运动的二级活塞36对在上活塞腔室17中的液流产生作用，分别如图1和2所示。

除由调节杆10中的深度变化的槽15提供的、用以在滑行时适应跑道崎岖的所增加的流动区以外或代替它，在调节杆内希望有一个溢流阀部件40，以适应猛烈冲击所需要的大冲击要求，这需要比一般着陆冲击时由调节杆本身所提供的更多的节流旁路。同时，希望溢流阀部件40着陆时在起落架装置的收缩行程开始部分和收缩结束部分不起作用，因为最佳总载冲击着陆曲线实现的最好方法是仅利用由单向阀部件20或活动节流孔环9'形成的调节杆10控制和单向阀组件。为此，溢流阀部件40最好包括在调节杆10的镗孔42内轴向运动的阀门提升头41，以控制在两组纵向开设于杆两侧的流体孔45、46之间的液流，流体孔按下述的撑杆冲击确定溢流阀的工作范围。在调节杆10中的中心通路47使流体在二组流体孔45、46之间传送，除非当阀门提升头41与阻止液流通过通路47的阀座48固定相连。

利用通过弹簧承座50装在调节杆内的阀弹簧49，使阀门提升头41偏心与阀座48相连，弹簧承座50可以与镗孔42外端以螺纹或以其他方式连接。穿过弹簧承座50有一个可容纳在内侧底部的阀杆52的中心开孔51，并与在靠近外部底端的上活塞腔室17有流体流通，使阀杆可在上活塞腔室内检测流体压力。阀门提升头41中也可以有一个或更多的纵向孔53以防止液流被拦阻在阀门提升头的后面。

在调节杆10中的流体孔45、46使溢流阀部件40允许液流在预置的压力降下，只有在起落架装置1在着陆过程中第一部分压缩行程完成之后而不是在着陆行程最后部分时绕过节流孔环9。图1和图2（和图3的放大图）中清楚可见，当起落架在其全伸展位置（图1）通过着陆行程的第一部分移行到图2和图3所示的位置时，两组流体孔45、46仍在节流孔环9的下面。据此，即使压力在下活塞腔室16对阀门提升头41产生作用也足以使阀门提升头打开，阀门提升头的流体通路限制在下活塞腔室内。

然而，当起落架收缩行程继续从图3的位置至图5的位置，最上面的流体孔45将移行越过节流孔环9，只要下流体孔46仍在节流环的下面，就通过阀门提升头从下活塞腔室至上活塞腔室间建立一个可能的流体通道。在起落架装置行程的中间部分，溢流阀部件40会适应猛烈冲击对大冲击力需要。后者在着陆行程中需要比调节杆10（单向阀部件20和/或活动节流孔环9'）所提供的液流更大的面积。同时溢流阀40的调定值释放和液流压降会适应需要起落架行程大部分的高着陆下降速度。

当起落架在着陆过程中收缩行程继续从图5的位置至图6的位置时，下液流体孔46将穿过节流孔环9从下活塞腔室16到上活塞腔室17，这样二组流体孔45、46都将在节流孔环的上面，这样在着陆过程中收缩行程其余部分时将再次切断上、下活塞腔室间的溢流阀旁流。

如前所述，显然本发明的起落架装置提供了一种简单有效的控制着陆时收缩行程和回弹缓冲的方法，并提供新颖的溢流阀部件，可用来适应减轻猛烈的冲击所需的大冲击力要求而不会对受控收缩行程和回弹缓冲产生不良影响。同时，溢流阀部件的工作范围容易根据起落架收缩行程来选择，使溢流阀部件只在起落架收缩行程所需范围内工作，因而无需调节或在起落架设计时进行权衡。

虽然本发明已通过某些最佳实施方案进行描述，但对于技术熟练的人在领会和理解规范方面，可能进行相当的改变和改进。本发明包括所有这类相当改变和改进，并都只受权利要求范围的限制。

Claims (17)

1、一种起落架装置，它包括一主缸体、一个可在所述主缸体内轴向运动的主撑杆活塞、容纳在所述缸体内且与所述缸体和活塞限定上下腔室的节流装置，所述节流装置包括提供在所述活塞和缸体之间相对运动时在所述上下腔室之间流体通道的节流孔装置，所述节流孔装置包括一通过所述节流装置的开口和一个与所述活塞相连并随之运动的调节杆，所述调节杆延伸通过在所述节流装置内的所述开口和包含在所述调节杆内并随之运动的溢流阀装置，所述溢流阀装置包括仅在所述起落架装置收缩行程中间部分时，对从所述下腔室到所述上腔室的预调定压降响应提供从所述下腔室通过所述溢流阀装置到所述上腔室的流体旁流的装置，和在所述起落架装置完全伸出时阻止从所述上腔室通过所述溢流阀装置到所述下腔室的流体旁流的装置。

2、根据权利要求1所述的起落架装置，其特征在于，所述溢流阀装置包括起落时不管从所述下腔室到所述上腔室的压力降在所述起落架装置收缩行程的起始部分和结束部分时，阻止从所述下腔室通过所述溢流阀装置到所述上腔室的流体旁流的装置。

3、根据权利要求1所述的起落架装置，其特征在于，所述溢流阀装置包括通过所述调节杆的侧面的纵向开设的、与在所述调节杆内通过道路装置互相连通的流孔，所述纵向开设的孔之间的相对间隔使仅当所述起落架装置是在所述起落架装置运动的中间部分时，所述纵向开设的流孔位于所述节流装置的相对侧，仅当所述纵向隔开开设的流孔是在所述节流装置对侧且从所述下腔室到所述上腔室发生预调定的压降时和仅在所述起落架装置的收缩行程的中间部分时提供旁流通过所述通路装置的阀门提升头。

4、根据权利要求3所述的起落架装置，还包括一个在所述通路装置与所述纵向开设的流孔中间的阀座和使所述阀门提升头偏心地与所述阀座相连以阻止液流通过所述纵向开设的流孔之间的所述通路装置的弹簧装置。

5、根据权利要求3所述的起落架装置，其特征在于，所述阀门提升头装置有在所述下腔室中浸在流体中的第一表面区和在所述上腔室中浸在流体中的、小于所述第一表面区的对面的第二表面区。

6、根据权利要求3所述的起落架装置，其特征在于，所述纵向开设的流孔之间的间隔是这样，使着陆时在所述起落架装置收缩行程起始部分时全部所述流孔与所述下腔室互通，由此着陆时在所述起落架装置的收缩行程的这个起始部分时所述溢流阀装置对允许旁流从所述下腔室流到所述上腔室不起作用。

7、根据权利要求3所述的起落架装置，其特征在于，所述纵向开设的流孔之间的间隔是这样，使着陆时在所述起落架装置收缩行程结束部分时全部所述流孔与所述上腔室互通，由此着陆时在所述起落架装置的收缩行程这一结束部分时所述溢流阀装置对允许旁流从所述下腔室到所述上腔室不起作用。

8、根据权利要求1所述的起落架装置，其特征在于，着陆时所述调节杆用所述节流装置中的所述开口确定一可变面积的节流孔以控制从所述上腔室到所述下腔室液流的速度，以得到所述起落架装置的所希望的回弹缓冲，所述调节杆的外表面具有许多基本上同样轴向长度的轴向延伸的槽，所述槽的尺寸沿所述调节杆长度而变化，在所述起落架装置的不同冲击位置上通过所述槽提供不同的流体节流孔面积。

9、根据权利要求8所述的起落架装置，其特征在于，由所述调节杆中的所述槽提供的最大可调节流孔面积在所述起落架装置运动的中间部分所述起落架装置的冲击相应于所述起落架装置的通常滑行位置的一点处产生。

10、根据权利要求9所述的起落架装置，其特征在于，由所述调节杆中的所述槽提供的最大可调节的节流孔面积足以消除在不平通道上滑行时可能产生的高缓冲载荷。

11、根据权利要求8所述的起落架装置，还包括着陆时在所述起落架装置的收缩行程时提供从所述下腔室到所述上腔室附加液流的单向阀装置，所述单向阀装置包括一个舌形阀板安装在允许附加节流流从所述下腔室通过所述节流装置中的流道到所述上腔室以在所述起落架装置收缩时补充受节流量通过所述可变面积的开启位置，和所述起落架装置伸出行程中基本上阻止流体从所述上腔室通过所述流道到所述下腔室的关闭位置之间的、有限运动。

12、根据权利要求11所述的起落架装置，还包括通过所述的舌形阀板允许所述起落架装置伸出时大大少于所述起落架装置压缩时通过所述流道从所述下腔室到所述上腔室的流体的从所述上腔室通过所述流道到所下腔室的节流流的节流孔装置。

13、根据权利要求11所述的起落架装置，其特征在于，在所述节流装置中有许多所述单向阀装置以在着陆时当所述起落架装置收缩从所述下腔室到所述上腔室补充流体。

14、根据权利要求8所述的起落架装置，还包括一在所述节流装置的所述开口中的节流孔环，所述调节杆延伸过所述节流孔环且确定所述可变面积的节流孔。

15、根据权利要求14所述的起落架装置，还包括着陆时在所述起落架装置收缩时，从所述下腔室到所述上腔室提供附加流量的单向阀装置，所述单向阀装置包括可在所述起落架装置收缩时允许节流流绕所述节流孔环的外表面从所述下腔室到所述上腔室的第一位置和在所述起落架装置伸出时基本上阻止这样的液流绕所述节流孔环的外表面从所述上腔室到所述下腔室的第二位置之间作轴向运动的所述节流孔环。

16、根据权利要求15所述的起落架装置，其特征在于，所述节流装置有一在所述起落架装置收缩时与所述节流孔环接合的不封闭凸缘以允许这样的受节液流绕所述节流孔环外表面流动和一个在所述起落架装置伸出时可与所述节流孔环相接合的、与所述不封闭凸缘轴向隔开的封闭凸缘以基本上阻止流体从所述上腔室绕所述节流孔环的外表面到所述下腔室。

17、根据权利要求16所述的起落架装置，其特征在于，所述不封闭凸缘具有许多穿过它的与所述节流孔环周围的余隙空间互通的轴向槽。

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