CN108454834B - 一种无人直升机用缓冲式起落架 - Google Patents

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本发明一种无人直升机用缓冲式起落架涉及的是一种直升机滑橇起落架改进，属于直升机设计和制造技术领域，具体的说是一种无人直升机用缓冲式滑橇起落架及其布局方式。缓冲式滑橇起落架布局方式沿直升机中心垂面左右两侧对称，单侧结构包括防卡死接头组件、缓冲器和支架管系；单侧防卡死接头组件设置有两件，防卡死接头组件由边盖、圆柱滚子轴承、推力轴承副以及T型接头组成；T型接头两端分别设置有圆柱滚子轴承安装座和推力轴承副安装座，T型接头两端外侧装有边盖；所述的缓冲器包括向心关节轴承、活塞筒、组合密封圈、活塞挡圈、活塞、活塞环、气缸、缸筒、衬套、和油针；支架管系包括弯头一、弯头二、滑橇弯管、防滑片、后撑管接头、后撑管。

Description

一种无人直升机用缓冲式起落架
技术领域
本发明一种无人直升机用缓冲式起落架涉及的是一种直升机滑橇起落架的改进，属于直升机设计和制造技术领域，具体的说是一种无人直升机用缓冲式滑橇起落架及其布局方式。
背景技术
除了辅助无人直升机进行起飞、着陆和地面停放之外，起落架的另一主要功能是耗散无人直升机着陆所产生的部分或全部冲击动能。
对于一般的刚性滑橇起落架来说，着陆冲击动能主要依靠结构的弹性变形来克服，易导致高过载系数甚至产生“地面共振”现象，所以现代直升机起落架特别是着陆环境较恶劣的直升机起落架通常加装缓冲器。
对于带缓冲装置的滑橇起落架来说，该部分能量由作用在地面的滑动摩擦力、起落架及其与机身连接部分的变形和缓冲器共同来吸收，其中缓冲器起主导作用。
现有技术中，缓冲式滑橇起落架应用已经十分普遍，目前主流形式有缓冲器外置型起落架和缓冲器内置型起落架。
缓冲器外置型起落架，代表形式为S300C型直升机。该形式起落架完全置于机体外侧，是一个独立工作的系统，虽然能够实现与大多数无人直升机的安装对接，但其气动阻力大的缺点也很突出，尤其是在海洋环境和高原环境下格外明显，这一点大大降低了直升机的飞行效率，而且该起落架形式不美观。
缓冲器内置型起落架，代表机型是MD500系列直升机。该形式起落架的缓冲器以及主要变形机构都置于机体内部，只有滑橇支架和滑橇管裸露在机体外部，大大的降低了气动阻力，但是，考虑到卸载前冲着陆载荷和飞行员乘坐的舒适性要求，设计时将隔框向后偏转一定角度，因此缓冲器载荷与隔框所在面有夹角，造成隔框受力较大、寿命降低。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有起落架形式和结构布局的缺点，提供一种无人直升机用缓冲式起落架，是一种新的、高缓冲性能的无人直升机用缓冲式滑橇起落架，在保留常规缓冲器内置型起落架重量轻、结构简单、外形美观、气动阻力小等优点同时，改进了缓冲器与机身隔框连接方式，撤销了前后支撑拉杆，替换为防卡死接头组件，提高了直升机着陆稳定性和舒适性。
本发明一种无人直升机用缓冲式起落架是采取以下的技术方案：
一种无人直升机用缓冲式起落架，缓冲式滑橇起落架布局方式沿直升机中心垂面左右两侧对称，单侧结构包括防卡死接头组件、缓冲器和支架管系。
单侧防卡死接头组件设置有两件，绕同一轴线运动。防卡死接头组件是整个缓冲式起落架的中枢机构，防卡死接头组件由边盖、圆柱滚子轴承、推力轴承副以及T型接头组成。T型接头两端分别设置有圆柱滚子轴承安装座和推力轴承副安装座，用以装配圆柱滚子轴承和推力轴承副，T型接头两端外侧装有边盖，除固定T型接头功能外还能够对圆柱滚子轴承和推力轴承副进行限位，上述边盖与T型接头通过螺钉锁紧。
左右两侧防卡死接头组件通过定制螺钉、螺母与机体固定支座相连，机体固定支座上有对称孔，该对称孔用以固定防卡死接头组件。当无人直升机着陆时，单侧起落架绕前、后防卡死接头轴线转动，进而带动支撑管系向外扩张并压缩缓冲器，实现消耗着陆动能、降低着陆过载的作用，同时，圆柱滚子轴承与推力轴承副组成的联动轴承能够消除前飞、着陆引起的不平衡力矩，防治卡死现象发生。
缓冲器是缓冲式起落架的主要功能机构，主要依靠其内部油液的往复过孔运动耗散着陆冲击能量，以达到降低着陆过载的目的，进而保障机体各部件运行安全。所述的缓冲器包括向心关节轴承、活塞筒、组合密封圈、活塞挡圈、活塞、活塞环、气缸、缸筒、衬套、油针。活塞筒一端装有向心关节轴承，用于与无人直升机的机体固定支座相连接，活塞筒另一端装有活塞，活塞上装有活塞环，活塞安装在气缸内，气缸上部装有活塞挡圈，用于控制活塞行程。气缸和活塞筒内装有油液和空气。气缸下部与活塞筒之间装有组合密封圈，防止油液和空气泄漏。活塞上设有油针安装孔，装有油针。气缸下部套装有缸筒，缸筒与气缸之间装有组合密封圈，防止油液和空气泄漏。缸筒下部设置有连接叉口，连接叉口两侧开有轴销孔，轴销孔中装有衬套。缓冲器通过连接叉口、轴销孔、轴销与支架管系的弯头相连接。
气缸外部设置有标志牌，用于标志缓冲器缓冲压力等。当所述缓冲器受压，内部气缸中气腔由于油液通过油针流入进而压缩气腔，形成空气弹簧，保障所述缓冲器起落架正常着陆以避免冲击。
支架管系是缓冲式起落架的支撑机构，支架管系包括弯头一、弯头二、滑橇弯管、防滑片、后撑管接头、后撑管和脚蹬，弯头一上端与防卡死接头组件的T型接头固定连接，弯头一下端与滑橇弯管上端固定连接，弯头二上端与防卡死接头组件的T型接头固定连接，弯头二下端与后撑管上端固定连接，后撑管下端通过后撑管接头与滑橇弯管下端固定连接。支架管系中滑橇弯管和后撑管在同一平面内，无相对运动，整个支架管系是一个刚性的系统，除非遭遇坠毁，否则支架管系无不可恢复变形。
所述的弯头一、弯头二上设置有缓冲器安装吊耳，用于安装缓冲器。
一种无人直升机用缓冲式起落架有益效果：
一种无人直升机用缓冲式起落架采用滑橇式起落架结构，设计合理，结构紧凑，不仅解决了缓冲器外置型起落架飞行气动阻力大、外形不美观等缺陷，还解决了常规缓冲器内置型起落架隔框受力较大、寿命低的不足，甚至支架管系的独特造型还能够避免对直升机任务吊舱的遮挡，扩大光电吊舱和雷达等装置的侦察范围，对无人直升机特别是侦察用无人直升机具有重要意义。
一种无人直升机用缓冲式起落架，是一种新的、高缓冲性能的无人直升机用缓冲式滑橇起落架，在保留常规缓冲器内置型起落架重量轻、结构简单、外形美观、气动阻力小等优点同时，改进了缓冲器与机身隔框连接方式，撤销了前后支撑拉杆，替换为防卡死接头组件，提高了直升机着陆稳定性和舒适性。由于无人直升机用缓冲式滑橇起落架左右两侧采用防卡死接头组件、装有缓冲器，无人直升机的全部着陆能量将全部被缓冲器和滑橇产生的摩擦力耗散，因此，大大降低了着陆冲击载荷，避免了大的着陆过载对机载设备造成伤害。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的结构示意图；其中 1、防卡死接头组件，2、缓冲器，3、支架管系，4、机体固定支座。
图2为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的防卡死接头示意图；1-1、边盖，1-2、圆柱滚子轴承，1-3、推力轴承副， 1-4、T型接头。
图3为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的左右两侧防卡死接头与机身固定支座的连接形式。
图4为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的缓冲器结构示意图：2-1、向心关节轴承，2-2、活塞筒，2-3、组合密封圈，2-4、活塞挡圈，2-5、活塞，2-6、缸筒，2-7、衬套，2-8、定制油针，2-9、标志牌，2-10、活塞环，2-11、气缸，2-12、连接叉口，2-13、轴销孔。
图5为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的支架管系组成，图中3-1、弯头一，3-2、滑橇弯管，3-3、防滑片，3-4、后撑管接头，3-5、后撑管，3-6、脚蹬，3-7、弯头2。
图6为本发明一种无人直升机用缓冲式起落架的原理图，其中A1、A2、B1、B2为起落架与机身连接点。工作时，整个系统绕着A1-B1转动，进而压缩缓冲器A2-A3和B2-B3，使得C1-C2向外扩张。缓冲器A2-A3和B2-B3往复运动耗散足够多的能量使得无人直升机能够平稳着陆。
具体实施方式
参照附图1-6，一种无人直升机用缓冲式起落架，缓冲式滑橇起落架布局方式沿直升机中心垂面左右两侧对称，单侧结构包括防卡死接头组件（1）、缓冲器（2）和支架管系（3）。
单侧防卡死接头组件（1）设置有两件，绕同一轴线运动。防卡死接头组件（1）是整个缓冲式起落架的中枢机构，防卡死接头组件（1）由边盖（1-1）、圆柱滚子轴承（1-2）、推力轴承副（1-3）以及T型接头（1-4）组成。T型接头（1-4）两端分别设置有圆柱滚子轴承（1-2）安装座和推力轴承副（1-3）安装座，用以装配圆柱滚子轴承（1-2）和推力轴承副（1-3），T型接头（1-4）两端外侧装有边盖（1-1），除固定T型接头（1-4）功能外还能够对圆柱滚子轴承（1-2）和推力轴承副（1-3）进行限位，上述边盖（1-1）与T型接头（1-4）通过螺钉锁紧。
左右两侧防卡死接头组件（1）通过螺钉、螺母与机体固定支座（4）相连，机体固定支座（4）上有对称孔，该孔用以固定防卡死接头组件（1）。当无人直升机着陆时，单侧起落架绕前、后防卡死接头（1）轴线转动，进而带动支撑管系（3）向外扩张并压缩缓冲器（2），实现消耗着陆动能、降低着陆过载的作用，同时，圆柱滚子轴承（1-2）与推力轴承副（1-3）组成的联动轴承能够消除前飞、着陆引起的不平衡力矩，防治卡死现象发生。
缓冲器（2）是缓冲式起落架的主要功能机构，主要依靠其内部油液的往复过孔运动耗散着陆冲击能量，以达到降低着陆过载的目的，进而保障机体各部件运行安全。所述的缓冲器（2）包括向心关节轴承（2-1）、活塞筒（2-2）、组合密封圈（2-3）、活塞挡圈（2-4）、活塞（2-5）、活塞环（2-10）、气缸（2-11）、缸筒（2-6）、衬套（2-7）、油针（2-8）。活塞筒（2-2）一端装有向心关节轴承（2-1），用于与无人直升机的机体固定支座相连接，活塞筒（2-2）另一端装有活塞（2-5），活塞（2-5）上装有活塞环（2-10），活塞（2-5）安装在气缸（2-11）内，气缸（2-11）上部装有活塞挡圈（2-4），用于控制活塞（2-5）行程。气缸（2-11）和活塞筒（2-2）内装有油液和空气。气缸（2-11）下部与活塞筒（2-2）之间装有组合密封圈（2-3），防止油液和空气泄漏。活塞（2-5）上设有油针安装孔，装有油针（2-8）。气缸（2-11）下部套装有缸筒（2-6），缸筒（2-6）与气缸（2-11）之间装有组合密封圈（2-3），防止油液和空气泄漏。缸筒（2-6）下部设置有连接叉口（2-12），连接叉口（2-12）两侧开有轴销孔（2-13），轴销孔（2-13）中装有衬套（2-7）。缓冲器（2）通过连接叉口（2-12）、轴销孔（2-13）、轴销与支架管系（3）的弯头相连接。
气缸（2-11）外部设置有标志牌（2-9），用于标志缓冲器（2）缓冲压力等。当所述缓冲器（2）受压，内部气缸（2-11）中气腔由于油液通过油针流入进而压缩气腔，形成空气弹簧，保障所述缓冲器起落架正常着陆以避免冲击。
支架管系（3）是缓冲式起落架的支撑机构，支架管系包括弯头一（3-1）、弯头二（3-7）、滑橇弯管（3-2）、防滑片（3-3）、后撑管接头（3-4）、后撑管（3-5）和脚蹬（3-6），弯头一（3-1）上端与防卡死接头组件（1）的T型接头（1-4）固定连接，弯头一（3-1）下端与滑橇弯管（3-2）上端固定连接，弯头二（3-7）上端与防卡死接头组件（1）的T型接头（1-4）固定连接，弯头二（3-7）下端与后撑管（3-5）上端固定连接，后撑管（3-5）下端通过后撑管接头（3-4）与滑橇弯管（3-2）下端固定连接。 其中滑橇弯管（3-2）和后撑管（3-5）在同一平面内，无相对运动，整个支架管系（3）是一个刚性的系统，除非遭遇坠毁，否则支架管系（3）无不可恢复变形。
所述的后撑管（3-5）上部装有脚蹬，便于维修人员上下无人直升机。
所述的后撑管接头（3-4）后部装有防滑片（3-3），防止无人直升机起落架起落打滑和无人直升机起落时尾部着地。
所述的弯头一（3-1）、弯头二（3-7）上设置有缓冲器（2）安装吊耳，用于安装缓冲器（2）。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
本发明所述缓冲式起落架如图1-图4所示，当直升机着陆时，单侧起落架会绕着轴线A1-B1转动，所以三角形边线A1-A2 （B1-B2）与A1-A3（B1-B3）形成的角度会发生变化，因此边线A2-A3（B2-B3）长度发生变化，即减震器受压使得减震器压缩消耗部分能量；同时，由于起落架绕着轴线A1-B1转动，使得C1-C2（连接地面）产生向外的相对运动， 产生摩擦力消耗部分能量。当整机速度降为零时，起落架系统再形成一次与上述过程相反的运动，如此往复，无人直升机的全部着陆能量将全部被缓冲器和滑橇产生的摩擦力耗散，因此，大大降低了着陆冲击载荷，避免了大的着陆过载对机载设备造成伤害。
本发明公开了一种无人直升机用缓冲式起落架及其布局方式，包括缓冲式起落架结构形式及其在机体上的安装方式。所述缓冲式起落架沿直升机中心垂面左右对称分布，单侧结构包括防卡死接头组件（前、后）、支架管系和缓冲器（前、后）：防卡死接头组件是整个缓冲式起落架的中枢机构，当无人直升机着陆时，单侧起落架绕前、后防卡死接头组件的轴线转动，进而带动支撑管系向外扩张并压缩缓冲器，实现消耗着陆动能、降低着陆过载的作用，同时，能够消除前飞着陆引起的不平衡力矩，防治卡死现象发生；支架管系是缓冲式起落架的支撑机构，保证系统具有足够的结构刚度；缓冲器是缓冲式起落架的功能机构，通过缓冲器的往复运动消耗着陆动能，保障机体各部件运行安全。所述无人直升机用缓冲式起落架采用合理化布局方式，不仅外形美观、简洁，而且飞行气动阻力低，适于高原、海洋等复杂的飞行环境。
本发明以及以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：缓冲式滑橇起落架布局方式沿直升机中心垂面左右两侧对称，单侧结构包括防卡死接头组件、缓冲器和支架管系；
单侧防卡死接头组件设置有两件，绕同一轴线运动，防卡死接头组件是整个缓冲式起落架的中枢机构，防卡死接头组件由边盖、圆柱滚子轴承、推力轴承副以及T型接头组成；T型接头两端分别设置有圆柱滚子轴承安装座和推力轴承副安装座，用以装配圆柱滚子轴承和推力轴承副，T型接头两端外侧装有边盖，除固定T型接头功能外还能够对圆柱滚子轴承和推力轴承副进行限位，上述边盖与T型接头通过螺钉锁紧；
所述的缓冲器包括向心关节轴承、活塞筒、组合密封圈、活塞挡圈、活塞、活塞环、气缸、缸筒、衬套和油针；活塞筒一端装有向心关节轴承，用于与无人直升机的机体固定支座相连接，活塞筒另一端装有活塞，活塞上装有活塞环，活塞安装在气缸内，气缸上部装有活塞挡圈，用于控制活塞行程；气缸下部与活塞筒之间装有组合密封圈，防止油液和空气泄漏；
活塞上设有油针安装孔，装有油针，气缸下部套装有缸筒，缸筒与气缸之间装有组合密封圈，防止油液和空气泄漏；缸筒下部设置有连接叉口，连接叉口两侧开有轴销孔，轴销孔中装有衬套；
支架管系是缓冲式起落架的支撑机构，支架管系包括弯头一、弯头二、滑橇弯管、防滑片、后撑管接头、后撑管和脚蹬，弯头一上端与防卡死接头组件的T型接头固定连接，弯头一下端与滑橇弯管上端固定连接，弯头二上端与防卡死接头组件的T型接头固定连接，弯头二下端与后撑管上端固定连接，后撑管下端通过后撑管接头与滑橇弯管下端固定连接；
所述的弯头一、弯头二上设置有缓冲器安装吊耳，用于安装缓冲器；
左右两侧防卡死接头组件通过螺钉、螺母与机体固定支座相连，机体固定支座上有对称孔，该对称孔用以固定防卡死接头组件；当无人直升机着陆时，单侧起落架绕前、后防卡死接头轴线转动，进而带动支撑管系向外扩张并压缩缓冲器，实现消耗着陆动能、降低着陆过载的作用，同时，圆柱滚子轴承与推力轴承副组成的联动轴承能够消除前飞、着陆引起的不平衡力矩，防治卡死现象发生。
2.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：所述的缓冲器的气缸和活塞筒内装有油液和空气。
3.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：缓冲器通过连接叉口、轴销孔、轴销与支架管系的弯头相连接。
4.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：气缸外部设置有标志牌，用于标志缓冲器缓冲压力。
5.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：支架管系中滑橇弯管和后撑管在同一平面内，无相对运动，整个支架管系是一个刚性的系统。
6.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：所述的后撑管接头后部装有防滑片，防止无人直升机起落架起落打滑和无人直升机起落时尾部着地。
7.根据权利要求1所述的一种无人直升机用缓冲式起落架，其特征在于：后撑管上部装有脚蹬。
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