CN106660630A - 包括障碍物检测器的用于飞机的起落架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机(5)的起落架(1)，该起落架包括：支柱组件(10)，包括设计为安装在飞机(5)上的第一端部(10a)和与第一端部(10a)相反的第二端部(10b)；杆(14)，可滑动地安装在支柱组件(10)的第二端部(10b)上，所述杆(14)能够关于支柱组件(10)平移地运动；以及至少一个障碍物检测器(2)，固定到起落架(1)，起落架(1)的特征在于，障碍物检测器(2)固定在与支柱组件(10)的第二端部(10b)相邻的区域中。

Description

包括障碍物检测器的用于飞机的起落架

技术领域

本发明涉及对于飞机周围的障碍物的检测的一般领域。

背景技术

目前，在机场在航行道上和在登记门处的事故的主要原因发生在飞机的地面操作期间。这些事故通常归因于在飞机的操纵期间尤其在后退操纵期间飞机与其周围存在的障碍物的碰撞。实际上，飞行员不能看见位于他们的飞机下面和后面的区域。

这类障碍物的存在对地勤人员、飞机以及乘客来说是危险的。此外，由飞机与障碍物的碰撞导致的事故具有降低机场的操作能力的后果，因此对机场具有影响且受到航空公司担忧。

为了避免飞机与地面上存在的障碍物之间的碰撞，已知的是在飞机的整个地面操作阶段(拖曳、滑行等)期间由专门的人员给飞机护航。尤其针对这类任务培训的人员引导地面上的飞机同时预测障碍物的存在。然而，这种引导、预测和识别跑道上可能产生干扰的障碍物的能力，受到以下事实的限制，即：该人员是人，因此可能犯错、短暂地分心或者甚至由于气象条件而具有降低的能见度。此外，人不能够身体舒服地观察飞机周围的360°视场。

另外，对于地勤人员来说，这种护航工作是危险的，劳累的和压力大的，地勤人员除了预测地面上存在的障碍物之外，还必须预测地面上存在的其他飞机和车辆的运动。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提出一种新的装置，从而允许在飞机的地面操作期间检测障碍物，以及尤其在后退操纵期间对看得见飞机的后方和下方的需求做出响应，该装置比传统的技术更加有效，不必管地面上的能见度条件如何，另外，该装置是自动的且不依赖于人的反应。

为此，本发明提出一种用于飞机的起落架，该起落架包括：

-外壳，具有沿着纵轴延伸的主方向，所述外壳包括构造为安装在飞机上的第一端部和与第一端部相反的第二端部；

-杆，可滑动地安装在外壳的第二端部上，所述杆能够相对于外壳沿着纵轴平移地运动；

-至少一个障碍物检测器，在与外壳的第二端部相邻的区域中附接到起落架。

上述起落架的某些优选的但不是限制性的方面如下：

-障碍物检测器附接到外壳，

-起落架进一步包括撑杆，所述撑杆包括构造为安装在飞机上的第一端部和构造为在与所述外壳的第二端部相邻的区域中连接到外壳的第二端部，并且其中，障碍物检测器附接在与撑杆相邻的区域中，

-所述检测器附接到外壳，位于撑杆的第二端部和外壳的第一端部之间，

-障碍物检测器附接为朝着起落架的后方区域定向，所述后方区域意在朝着飞机的后方区域定向，

-障碍物检测器附接在起落架的侧部区域中，优选地附接在起落架的内部中，

-起落架包括至少两个障碍物检测器，

-障碍物检测器附接在一起以形成单个部件，

-障碍物检测器包括从以下组中选择的至少一个优选地至少两个障碍物检测器：红外接近检测器、微波接近检测器、超声接近检测器、一个或多个红外或可见光相机、超声测距仪、雷达测距仪或激光测距仪，

-起落架进一步包括致动器，所述致动器构造为使障碍物检测器围绕外壳的纵轴旋转，

-起落架进一步包括线束，所述线束构造为控制起落架内的电力传输，所述线束使用可弹性变形的附接环附接到起落架，并且其中，障碍物检测器包括使用线束的附接环附接到起落架的电缆，

-障碍物检测器包括检测场，所述检测场具有构造为覆盖飞机的下方区域和飞机的后方区域的孔径和深度，

-检测场的孔径具有包括在0°和180°之间的水平视角，以及检测场(F)的深度包括在大约0米和250米之间，

-起落架包括飞机的主起落架或前起落架，以及

-起落架是可缩回的。

根据第二方面，本发明还提出一种飞机，该飞机包括如上所述的起落架。

附图说明

通过阅读下面参考附图以非限制性示例的方式给出的详细描述，本发明的其他特点、目的和优点将更加清楚地显现，在附图中：

图1是符合本发明的前起落架的示例性实施例的立体图，

图2a和2b分别是符合本发明的主起落架的示例性实施例的外壳和撑杆的一部分的侧视图和后视图，

图3是图2的起落架的局部视图，其中起落架的线束的附接环是看得见的，

图4a、4b和4c分别是图2的起落架的障碍物检测器的检测场的侧视图、四分之三视图和后视图，以及

图5和6示出了障碍物检测器布置在包括前起落架和两个主起落架的示例性实施例飞机上的示例，以及相关的检测场的示例。

具体实施方式

为了允许最优的障碍物检测并降低飞机5在地面上操作期间的碰撞风险，本发明提出了在飞机5的起落装置1(或起落架)上给飞机5配备障碍物检测器2。

实际上，起落架1的物理结构可用作飞机5上的一个或多个障碍物检测器2的支撑件。因此，由所述检测器检测的障碍物可随后用作专用处理单元的输入值，其中该处理单元构造为分析这些输入值并从这些输入值推断出飞机在地面上运动期间安全且最优的轨迹。如果合适的话，处理单元还构造为处理由障碍物检测器获得的信息并优化该信息(例如，当检测器2包括摄像机时，需要处理获得的图像以考虑阴影区域和暴露到光的区域之间的光照差异)。

起落架1还可包括主起落架1(例如，位于机翼下方)或者甚至辅助起落架1(例如，位于飞机的机鼻处的前起落架)。

起落架1可以是固定的或可缩回到形成于飞机5的机身或机翼中的专用起落架1盒中。

在下文中，将在可缩回起落架1的情况下更加具体地描述本发明，即，起落架1能够在起飞阶段和着陆阶段之间缩回到飞机5的起落架1盒中。然而，这不是限制性的，其原因是在基本上不修改的情况下，本发明适用于固定起落架1，即永久附接到飞机5的结构的不可缩回的起落架1。

按照本身已知的方式，起落架1通常包括外壳10，外壳10具有沿着纵轴X延伸的主方向，构成起落架1的主体并允许主要的力传递到飞机5的结构。为此，外壳10包括安装在飞机5的结构上的第一端部10a和包括不可见的腔的第二端部10b，由底座12和滑动杆14组成的下部枢转地安装在该腔中。

滑动杆14能够相对于外壳10沿着纵轴X平移地运动，并与底座12一起形成减震器，该减震器适合于吸收着陆时的冲击能量并支撑飞机5的地面操纵。底座12可安装在外壳10的第二端部10b的腔中，以使滑动杆14可基本上围绕外壳10的纵轴X枢转。

滑动杆14的、更加远离外壳10的第二端部10b的端部14b，支撑移动装置16，例如诸如由轮辋组成的轮。

起落架1进一步包括撑杆18，撑杆18包括构造为安装在飞机5上的第一端部18b和构造为在所述外壳10的第二端部10b附近连接到外壳10的第二端部18a。撑杆18构造为将来自移动装置16的轴向载荷传递到飞机5的结构。

起落架1中的电力传输通过线束20(电线束)实现，其中从外壳10的第一端部10a到滑动杆14，线束20始终沿着起落架1延伸。按照本身已知的方式，线束20可使用沿着纵轴X分布在起落架1上的、一系列可弹性变形的附接环22来压靠在起落架1上。

在如图所示的可缩回起落架1的情况下，外壳10的第一端部10a可围绕固定地连接到与飞机5的结构成一体的轴承的轴而枢转地安装，同时撑杆18可以是易碎的，即由彼此可枢转地安装以允许起落架1缩回的支撑杆19a、19b组成。

申请人意识到，在技术上难以将诸如障碍物检测器2的传感器容纳在起落架1上，其原因是这些障碍物检测器2的检测场F必须至少覆盖延伸到飞机5下方的区域和延伸到飞机5后方的区域(沿着水平尾翼的方向及更远)。可选地，障碍物检测器2能够覆盖飞机5的前方区域(朝着机鼻)以及侧部区域，也可以是有用的。

此外，障碍物检测器2的性能必须不能由于飞机5的速度或者气象条件(雨、灰尘、雪和/或污染物)而被削弱。

还将注意到，障碍物检测器2的位置、方向和选择必须考虑期望监测的区域的范围、选择的障碍物检测器的固有检测场(场的深度和孔径)以及每个检测器的灵敏度(尤其是对光照的灵敏度，通常在飞机下方的光照比飞机周围的光照要低些，对于一些类型的检测器来说这可能产生问题)。

当起落架1是可缩回的时，这些困难进一步增加。实际上，在起落架1的延伸构造中，障碍物检测器2必须定向为能够检测在飞机5下方和后方出现的障碍物。另外，在缩回构造中，障碍物检测器2必须能够容纳在飞机5的体积大幅受限的盒中。最后，需要线束20遵循起落架1的形状及其执行机构的运动性。

为了满足上面引证的所有要求，障碍物检测器2例如可附接在与外壳10的第二端部10b相邻的区域中。然后，障碍物检测器2延伸到起落架1的下部中，与飞机5的结构相距一定距离，这样能够获得大的检测场F。实际上，通过按照这种方式定位障碍物检测器2，检测器2的检测场F不被起落架1盒的门或飞机5的结构(机身或机翼，取决于检测器2的位置)阻碍。另外，障碍物检测器2与地面相距一定距离，其检测场F不受地面的存在的限制，且强有力地降低了在飞机5的运动期间障碍物检测器2可与地面上存在的或突出的物体碰撞的风险。最后，在缩回构造，障碍物检测器2不会冒着在缩回的外壳10和外壳10与飞机的附接区域之间被压碎的危险。

如果合适的话，障碍物检测器2可附接到支撑件3，例如金属支撑件。然后，检测器2通过其支撑件3，例如通过传统的金属夹具，附接到起落架1。

在一个实施例中，障碍物检测器2可附接到外壳10，接近撑杆18。例如，障碍物检测器2可附接在撑杆18和外壳10的第一端部10a之间，接近外壳10的第二端部10b。实际上，该构造能够在不需要任何特殊布置的情况下容易地将障碍物检测器2容纳在起落架1的盒中，同时仍然保证用于地面上的障碍物检测的最优检测场。

此外，该构造能够在基本上不需要修改线束20的构造的情况下将障碍物检测器2电连接到起落架1的线束20。为此，具体地，障碍物检测器2的支撑件3可支承在起落架1上并维持在接近已经存在于线束20上的附接环22的位置。考虑到附接环22是可弹性变形的，且障碍物检测器2的连接电缆与起落架1的线束20的电缆相比较小，于是相对容易地将障碍物检测器2的电缆置于附接环22下方并通过所述环22将障碍物检测器2的电缆保持在适当位置。

该附接方法具有使用已经存在于起落架1上的附接装置且使用小的空间的优点。另外，该附接方法允许已经生产的且不具有障碍物检测器2的任何起落架1以简单且快速的方式升级。

优选地，障碍物检测器2选择为对于小尺寸具有最优的检测场F，以获得良好的检测性能，且当障碍物检测器2处于其缩回构造时，允许障碍物检测器2容纳在起落架1的盒中。

优选地，障碍物检测器2选择为具有能够覆盖飞机5的下方区域和后方区域的检测场F。例如，检测场的孔径可具有包括在30°和180°之间的水平角度α以及包括在大约0米和250米之间的深度。这种检测器2随后能够以足够精确的方式检测位于飞机5的环境中的障碍物，即使飞机5在地面上高速运行也是如此。此外，现在的技术允许生产在小尺寸的情况下具有这种性能的障碍物检测器2。

为了尤其在后退操纵期间优化障碍物的检测，障碍物检测器2可朝着起落架1的后方区域定向，即朝着当起落架1位于展开位置时起落架1的意在面向飞机5的水平尾翼的区域。具体地，障碍物检测器2的位置和方向可根据其检测精度和其检测场F以及起落架1及其起落盒的几何结构(盒中可用的空间、伸缩的运动性等)来选择。

在一个实施例中，障碍物检测器2可例如附接到起落架1的侧部，检测器的检测装置朝着起落架1的后方定向。障碍物检测器2的该位置具有的优点在于，当起落架1处于位于盒中的缩回构造时不妨碍起落架1，障碍物检测器2定位在盒中预先存在的未被占用的空间中。此外，障碍物检测器2的该位置不妨碍起落架1的延伸或缩回的运动性。

具体地，障碍物检测器2可附接到起落架1的内部，即附接在撑杆18的侧部上。按照这种方式，当起落架1处于缩回构造时，障碍物检测器2限制在起落架1的盒中，在该盒中，障碍物检测器2受到保护免于外部影响。

通过比较，当障碍物检测器附接到起落架1的外部时，根据起落架1及其盒的构造，检测器2暴露到起落架1盒的外部环境或者检测器2压靠在起落架1盒的门上，是可能的。

例如，在空客A320型飞机的可缩回主起落架的情况下，起落架及其盒的几何结构使得将障碍物检测器2附接到起落架1的内部，位于其撑杆的侧部上，可能是有利的，以保证障碍物检测器2在处于缩回构造时受到起落架1盒的保护。此外，在空客A320的主起落架的情况下，能够容纳一个或多个具有大约100×120×122mm的空间要求的检测器。

图5和6示出了将障碍物检测器2定位在示例性飞机5上的示例，该飞机5包括附接到其机翼的两个主起落架1a和附接在飞机的机鼻下方的前起落架1b。将理解到，本发明不限于这种类型的飞机，也可应用于具有不同数量的起落架1的飞机5。然后根据飞机的类型和起落架的数量更改障碍物检测器2的位置和方向。

在图5中，障碍物检测器2附接在主起落架1a的内侧部，即朝着飞机5的内部，且朝着飞机5的后方定向。这里，前起落架1b不包括障碍物检测器2。归因于该位置和该方向，障碍物检测器2不仅可容纳在它们相应的起落架1a的盒内的自由空间中，同时仍然在其延伸或缩回期间遵守起落架1a的运动性，而且除此之外，检测器2的检测场F允许对于在飞机5下方和后方延伸的区域的重要部分的覆盖。此外，障碍物检测器的该位置能够获得它们相应的检测场F在飞机5下面的区域中相当大的重叠。

在图6中，障碍物检测器2附接在主起落架1a的外侧部中，即朝着飞机5的外部，且朝着飞机5的后方定向，以覆盖飞机5的后方区域和侧部区域。障碍物检测器2还附接到前起落架1b，这里附接到侧部。作为变型，将理解到，前起落架1b的障碍物检测器2还可朝着飞机5的前方定向。类似于图5的示例，障碍物检测器2的该位置和该方向能够使检测器容纳在它们相应的起落架的盒的自由空间中，同时仍然在其延伸或缩回期间遵守起落架的运动性。此外，检测器2的检测场F能够覆盖在飞机5下方和后方延伸的区域的相当大的部分，使得检测器2的检测场F在飞机5下面的区域中具有相当大的重叠。

可使用保护屏罩，例如通过保护帽或通过检测器2的支撑件3，保护障碍物检测器2免于其环境(恶劣的天气，风等)影响。

起落架1可包括数个障碍物检测器2，例如两个障碍物检测器2，以改善对障碍物的检测，降低可由外部条件(尤其由气象条件)导致的噪声，以及补偿障碍物检测器2中的一个的任何可能的故障。

例如，起落架1可包括从以下组中选择的至少一个优选地两个障碍物检测器2：接近检测器(红外、微波、超声等)、一个或多个相机(红外或可见光-单一或立体人工视觉等)、测距仪(超声、雷达或激光测距仪)等。

在一个实施例中，起落架1可包括致动器(在附图中看不见)，致动器构造为使障碍物检测器2围绕外壳10的纵轴X旋转。因此，这种致动器的实现允许检测器通过执行对周围区域的扫描来扩大其检测场F的角度α。因此，检测器2可检测外壳10的纵轴X周围360°范围内的障碍物，即使障碍物检测器2的检测场F的初始范围α小于360°也是如此。

因此，致动器通过降低检测器2所需的性能而允许障碍物检测器2的尺寸减小，并因此允许其体积减小。

将理解到，在障碍物检测器2固定在支撑件3的情况下，致动器可通过障碍物检测器2的支撑件3定位(或定向)障碍物检测器2。

当起落架1包括数个障碍物检测器2时，至少两个障碍物检测器2附接在一起以形成单个部件。在一个实施例中，所有的障碍物检测器2附接在一起以形成单个部件。

例如，障碍物检测器2中所有的或一部分障碍物检测器可附接到支撑件3。

因此，当起落架1配备有致动器且检测器固定在共同的支撑件3上时，通过致动器使支撑件3围绕纵轴X实施旋转，驱动附接到该支撑件3的所有障碍物检测器2的移动。

Claims (16)

1.一种用于飞机(5)的起落架(1)，包括：

-外壳(10)，具有沿着纵轴(X)延伸的主方向，所述外壳(10)包括构造为安装在飞机(5)上的第一端部(10a)和与第一端部(10a)相反的第二端部(10b)；

-杆(14)，可滑动地安装在外壳(10)的第二端部(10b)上，所述杆(14)能够相对于外壳(10)沿着纵轴(X)平移地运动；

-至少一个障碍物检测器(2)，附接到起落架(1)，

起落架(1)的特征在于，障碍物检测器(2)附接在与外壳(10)的第二端部(10b)相邻的区域中。

2.根据权利要求1所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)附接到外壳(10)。

3.根据权利要求1或2所述的起落架(1)，进一步包括撑杆(18)，所述撑杆(18)包括构造为安装在飞机(5)上的第一端部(18b)和构造为在与所述外壳(10)的第二端部(10b)相邻的区域中连接到外壳(10)的第二端部(18a)，并且其中，障碍物检测器(2)附接在与撑杆(18)相邻的区域中。

4.根据权利要求3所述的起落架(1)，其中，所述检测器附接到外壳(10)，位于撑杆(18)的第二端部(18a)和外壳(10)的第一端部(10a)之间。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)附接为朝着起落架(1)的后方区域定向，所述后方区域意在朝着飞机(5)的后方区域定向。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)附接在起落架的侧部区域中，优选地附接在起落架(1)的内部中。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的起落架(1)，包括至少两个障碍物检测器(2)。

8.根据权利要求7所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)附接在一起以形成单个部件。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)包括从以下组中选择的至少一个优选地至少两个障碍物检测器(2)：红外接近检测器、微波接近检测器、超声接近检测器、一个或多个红外或可见光相机、超声测距仪、雷达测距仪或激光测距仪。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的起落架(1)，进一步包括致动器，所述致动器构造为使障碍物检测器(2)围绕外壳(10)的纵轴(X)旋转。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的起落架(1)，进一步包括线束(20)，所述线束(20)构造为控制起落架内的电力传输，所述线束(20)使用可弹性变形的附接环(22)附接到起落架(1)，并且其中，障碍物检测器(2)包括使用线束(20)的附接环(22)附接到起落架(1)的电缆。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的起落架(1)，其中，障碍物检测器(2)包括检测场(F)，所述检测场(F)具有构造为覆盖飞机(5)的下方区域和飞机(5)的后方区域的孔径和深度。

13.根据权利要求12所述的起落架(1)，其中，检测场(F)的孔径具有包括在0°和180°之间的水平视角(α)，以及检测场(F)的深度包括在大约0米和250米之间。

14.根据权利要求1至13中的一项所述的起落架(1)，包括飞机(5)的主起落架或前起落架。

15.根据权利要求1至14中的一项所述的起落架(1)，其特征在于，起落架(1)是可缩回的。

16.一种飞机(5)，包括根据权利要求1至15中的一项所述的起落架(1)。