CN108622414B - 用于位于飞行器中的货物的空投锁以及限制系统 - Google Patents

用于位于飞行器中的货物的空投锁以及限制系统 Download PDF

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Abstract

一种用于位于飞行器中的货物的空投锁,包括:壳体,限制装置,该限制装置具有用于接触和限制货物的接合端部以及力反作用端部;钟形曲柄,该钟形曲柄具有用于以可转动的方式安装钟形曲柄的钟形曲柄接头;可弹性变形力引入单元;以及闩锁单元;其中,限制装置以能够绕限制装置轴线转动的方式安装在钟形曲柄的第一腿上。力引入单元附接至钟形曲柄的第二腿和限制装置的力反作用端部。附接至壳体的第一引导装置和附接至限制装置的第二引导装置被设计成防止钟形曲柄的旋转直到预定释放力达到限制装置的接合端部上为止。接触头部,该接触头部借助于轴线或者在不同的实施方式中借助于球形接头在接合端部处以可转动的方式安装在限制装置上。

Description

用于位于飞行器中的货物的空投锁以及限制系统
技术领域
本发明涉及用于位于飞行器中的货物的空投锁(air delivery lock),该空投锁特别地用于对位于飞行器中的托板进行锁定,从而允许通过降落伞、重力下落或战斗卸载(combat offloading)来投放托板。本发明还涉及具有多个空投锁的限制系统和具有这种限制系统的飞行器。
背景技术
长期以来,在军事行动中和救灾情况下通过空投伞来将装载物部署(deploy,展开)到飞行器外是已知的。基本上,存在用于投放装载物的三种不同的方法。在一种方法中,降落伞可以在飞行器的周围气流中展开,该降落伞被附接至待投放的装载物。因此,牵引力作用在由空投锁保持到位的装载物上。当达到预定牵引力时,空投锁释放并且借助于降落伞将货物从飞行器中拉出。另一种用于将货物从飞行器部署的常见方法是通过增大飞行器的迎角以使货物载荷在重力驱动下落下来执行的。在这种情况下,降落伞将在下落之后展开。第三种方法被称为战斗卸载。在此,飞行器在货物部署区域上方以非常低的高度飞行,或者飞行器甚至以触地的方式降落并着陆。随后飞行器加速,并且货物由于加速导致的惯性载荷被部署。通过这种方法,并未使用降落伞,而是可以选择小型牵引伞。
通常地,用于将货物保持到位的空投锁是自动锁。所述锁负责将货物限制在X方向即前/后方向上,并且所述锁安装至引导导轨,该引导导轨限制在Z方向上即竖向上以及在Y方向上即横向上的托板运动。引导导轨和空投锁位于货物地板下方并且可以折叠起来。待部署的货物托板置靠在限制装置上并且通过包括弹簧的机械联接件对限制装置施加一定的力。在达到货物托板的预定压力时,托板被释放。因此,当部署降落伞拉动货物时,一旦达到或超过预定力,货物就会被自动地释放。
发明内容
如上文所述的常见空投锁受到弹性问题和间隙问题的影响,这些问题可能在多次使用之后导致与所需的牵引力有关的精度降低。此外,被拖动到空投锁上方的货物托板在部署运动期间可能会形成纵向凹部或槽道。当重复使用货物托板时,这种凹部可能导致货物托板与空投锁之间更不精确的接触。
因此,本发明的目的是提供一种用于装载于飞行器中的货物的空投锁,该空投锁具有改进的可靠性和较小的易损耗性。
该目的是通过具有独立权利要求1的特征的空投锁来实现的。有利的实施方式和进一步的改进可以从从属权利要求和以下描述中获知。
提出了一种用于位于飞行器中的货物的空投锁,该锁包括:壳体;限制装置,该限制装置具有接合端部和力反作用端部,该接合端部用于接触和限制货物;钟形曲柄,该钟形曲柄具有用于以可转动的方式安装钟形曲柄的钟形曲柄接头;可弹性变形的力引入单元;以及闩锁单元。该限制装置以能够绕限制装置轴线转动的方式安装在钟形曲柄的第一腿上。力引入单元附接至钟形曲柄的第二腿和限制装置的力反作用端部。此外,闩锁单元包括第一引导装置和第二引导装置。第一引导装置附接至壳体的结构固定点并且第二引导装置附接至限制装置。第一引导装置、第二引导装置、限制装置、钟形曲柄和力引入单元被如下设计:使得如果作用在接合端部上的力低于预定释放力,则第一引导装置允许限制装置绕限制装置轴线旋转从而使力引入单元变形,并且通过限制第二引导装置的运动来防止钟形曲柄的旋转,并且使得如果作用于接合端部上的力等于或者超过预定释放力,则第一引导装置释放第二引导装置从而允许钟形曲柄旋转。
下面简要地解释上文定义的主要部件。
壳体是锁的所有部件都安装在其中的封闭件或接纳件。壳体能够布置在货舱地板上、货舱地板之下或货舱地板中,使得壳体可以与待部署的货物比如例如货物托板相互作用。优选地,壳体具有足够的刚性以吸收和传递在货物部署期间发生的载荷。
限制装置被认为是被设计为提供与待部署的货物的表面接触的一种杆(制动杆)或者棒。在以上描述的背景下,限制装置具有从货舱地板突出的接合端部(制动头部),其中,待部署的货物安置在货舱地板上。由此,限制装置可以穿透壳体的上表面。限制装置的其余部分在下方进一步延伸并且优选地始终保持在壳体内部。位于壳体内部的力反作用端部是与接合端部相反的端部。通过优选地具有与货物的表面接触,只要足够的力作用在力反作用端部上以进行补偿,则限制装置就限制货物。显而易见地,限制动作在货物或锁的某些状态下结束。
钟形曲柄借助于钟形曲柄接头被以可转动的方式安装并且可以示例性地包括两个腿,即第一腿和第二腿。两个腿可以构成L形部分,其中,两个腿围成了基本上或大致90°的角度。钟形曲柄接头可以定位在两个腿的相交点处。壳体可以在合适的位置处包括用于以可转动的方式保持钟形曲柄接头的合适的接纳装置或支承件。
限制装置以能够绕限制装置轴线转动的方式安装在第一腿上,使得接合端部可以沿着部署方向来回移动。通过这种可转动的安装,力反作用端部以与接合端部相反的方向移动。因此,限制装置具有摇杆的功能。
在力反作用端部与钟形曲柄的第二腿之间安置有可弹性变形力引入单元,该力引入单元可以通过力反作用端部的运动被压缩。例如,力引入单元被实现为压缩弹簧,该压缩弹簧根据其压缩水平施加力。如果货物托板沿部署方向压靠在限制装置的接合端部上,则限制装置的力反作用端部沿相反方向移动并压缩力引入单元,从而导致由力引入单元引入的一定的力进入到力反作用端部中。总而言之,限制装置在接合端部上利用所接收的力进行旋转直到绕限制装置轴线的力矩被均衡为止。这取决于限制装置的实际设计和限制装置轴线的位置。
为了避免钟形曲柄在低于预定部署力的力范围内的运动,存在闩锁单元。在此,提供了彼此相符的第一引导装置和第二引导装置。两个引导装置的这种组合的目的在于:一旦执行了限制装置的预定水平的旋转就选择性地释放第二引导装置,限制装置的旋转又是施加在接合端部上的力的度量。为此目的,第一引导装置被布置在壳体中的固定位置处并且第二引导装置被固定地附接至限制装置。根据第一引导装置和第二引导装置的实际设计以及其它边界条件,第二引导装置可以在经历一定的旋转角度之后离开第一引导装置或者从第一引导装置释放。
如果第二引导装置的可移动性不再受到第一引导装置的限制,则力引入单元被推动到未加载状态,并且由此限制装置旋转回到中立位置(neutral position)中。由于限制装置的接合端部仍然面对来自货物的力,因此这需要钟形曲柄绕钟形曲柄轴线旋转。
因此,第一引导装置和第二引导装置的设置允许明显地改善锁在预定力下或在高于预定力的力下打开的可靠性。与常见的空投锁相比,锁定部件和货物托板的磨损效果和轻微损坏/变形的效果明显地降低。
如果钟形曲柄的第一腿被布置成在锁的中立状态下与部署方向大致平行,则是可行的。因此,在达到预定部署力后,钟形曲柄的旋转导致限制装置的大致竖向的运动。因此,接合端部可靠地移动远离货物。
有利地,锁还包括上止动件,该上止动件布置在钟形曲柄的第一腿之上,用以对钟形曲柄的第一腿在向上方向上的竖向移动性进行限制。优选地,机械止动件的竖向位置是可调节的,以便对限制装置相对于货物、即相对于货物地板和/或附接至货物地板的导轨的游隙进行调节。
此外,锁还可以包括端部止动件,该端部止动件布置在钟形曲柄上且能够通过限制装置接合,以对限制装置绕限制装置轴线沿朝向钟形曲柄接头的方向的旋转、即与部署方向相反的旋转进行限制。
在又一有利的实施方式中,锁还包括阻挡装置,该阻挡装置包括阻挡元件和致动器,其中,阻挡装置适于使阻挡元件选择性地移动成抵靠在限制装置的一部分上或固定地附接至限制装置以防止限制装置的旋转,或者移动成与限制装置相距一段距离以使限制装置自由地旋转。因此,阻挡装置允许选择性地阻挡空投锁以完全地防止货物部署。在需要部署的情况下,应当将阻挡元件移动到相距限制装置的一距离,以在达到或超过预定载荷时允许锁自动地打开。如果阻挡元件移动抵靠在限制装置的一部分上或固定地附接至限制装置,则空投锁处于逻辑锁定状态中。在这种状态下,货物保持不可移动。
有利的实施方式还包括接触头部,该接触头部以可转动的方式安装在接合端部上,该接触头部具有能够提供与待部署的货物进行表面接触的接触表面。该接触头部包括或提供了优选地具有接触货物托板的平坦外表面的部件。所述部件可以包括纵向的、平面的、表面状的、平坦的或允许提供与货物托板的一部分的表面接触的其它形状的部件。可以设想的是,接触头部包括两个相反的边缘,其中,接触表面位于两个边缘之间。所述边缘中的一个边缘包括与限制装置联接的铰链或接头。铰链或接头包括旋转轴线,该旋转轴线在下文中被称为接触头部轴线。有利地,接触头部接头包括紧密间隙配合以基本上避免咯咯声和由此产生的磨损。优选地,接触头部被设计为至少在未加载状态下与货物托板的前边缘平行。除了减少货物托板的磨损以及限制装置的接合端部的磨损之外,还实现了平顺精确的力引入。为了允许接触头部独立于限制装置的方位提供并保持与货物托板的表面接触,接触头部轴线应当与限制装置轴线平行。
有利地,接触头部借助于球形接头以可转动的方式安装,该球形接头允许绕至少两个旋转轴线的运动。在不可能提供或保持与限制装置轴线平行的接触头部轴线的情况下,球形接头的球形轴线能够补偿两个轴线的或多或少略微的角度对准。通过端部止动件或其它部件限制球形接头的可旋转性可能是可行的。
在有利的实施方式中,第一引导装置是凸轮装置,并且第二引导装置是销,其中,第一引导装置具有面向钟形曲柄接头的外凸轮表面,其中,第一引导装置具有带有第一平均斜度的第一引导表面和带有第二平均斜度的第二引导表面,第一引导表面和第二引导表面彼此连接,并且其中,第一引导装置和第二引导装置被如下设计:使得如果作用在接合端部上的力低于预定释放力,则销在第一引导表面上滑动从而使力引入单元变形,并且防止了钟形曲柄的旋转,并且使得如果作用在接合端部上的力等于或超过预定释放力,则销在第二引导表面上滑动,从而允许钟形曲柄绕钟形曲柄轴线旋转。
如果限制装置在来自货物的力的作用下移动,则附接至力反作用端部的销也因此移动。凸轮在壳体中安置在销的正下方,使得销在中立状态下、即当货物托板的力未被引入到接合端部时置靠在凸轮的第一引导表面上。如果接合端部接收力,则接合端部根据所接收到的力而稍微移动,并且因此,销在第一引导表面上滑动。第一引导表面被以下述方式设计:使得对于低于预定释放力的所有力而言,销被引导成仅允许限制装置绕限制装置轴线旋转,而钟形曲柄保持在中立位置中。因此,仅力引入装置被压缩并且限制装置进行旋转。
凸轮装置的第二引导表面连接至第一引导表面可以仅通过力引入装置的一定压缩水平来实现,即通过由接合端部所接收到的一定力来实现。一旦将要达到预定力,销就被安置在第一引导表面与第二引导表面之间的接合点处。如果作用在接合端部上的力稍微增大,则销将立即行进到第二引导表面上。在此,将第二平均斜度设计成允许由于压缩装置推动到未压缩状态中而允许钟形曲柄绕钟形曲柄轴线进行另外的旋转。在这种情况下,限制装置的接合端部遵循力引入元件的运动,该力引入元件在沿远离壳体的上侧即远离机舱地板的方向在第二引导表面上滑动时返回到未压缩状态中。因此,限制装置在货物下方移动,从而使得不再与货物托板的表面接触并且货物托板被释放。
凸轮装置的位置可以沿着部署方向被选择性地可调节,使得销位于第二引导表面之上。通过这个位移,凸轮装置基本上不抵挡钟形曲柄的旋转,这是因为,在限制端部面对力的情况下,销将立即沿着第二引导表面移动。这种操作状态允许重力下落/战斗卸载,其中,货物在飞行器的专用爬升期间仅由重力驱动部署。凸轮装置可以与致动器联接,致动器使凸轮装置在壳体内沿着优选地平行于部署方向的直线移动。另外地或者作为替代方案,凸轮装置可以支承在线性引导件上,其中,凸轮装置能够沿着该线性引导件移动。
在本发明的另一实施方式中,第一引导装置是具有由至少一个壁包围的圆形接纳空间的开槽闸装置,该壁具有出口狭槽,其中,第二引导装置是鼻形件,该鼻形件的宽度适合于第一引导装置的狭槽,其中,第一引导装置和第二引导装置与限制装置轴线同心地布置,并且其中,第一引导装置和第二引导装置被如下设计:使得如果作用在限制装置的接合端部上的力达到或超过预定释放力,则第二引导装置通过狭槽离开第一引导装置。因此,第一引导装置和第二引导装置不是布置在力反作用端部处,而是直接布置在限制装置轴线处。限制装置接头以及因此钟形曲柄的第一腿通过包围圆形接纳空间的至少一个壁保持到位,在该接纳空间中布置有作为第二引导装置的鼻形件。作用在限制装置上的力导致限制装置和附接至限制装置的鼻形件的旋转。如果作用在接合端部上的力与预定力相匹配,则鼻形件与出口狭槽对准,使得鼻形件通过出口狭槽离开接纳空间。因此,限制装置被释放,力引入装置再次伸展并且钟形曲柄旋转以降低限制装置的接合端部。
在有利的实施方式中,第一引导装置呈月牙形状并且出口狭槽对称地布置在第一引导装置中。通过该月牙形状,鼻形件被引导朝向出口狭槽,这与料斗或漏斗类似。因此,将限制装置释放的可靠性非常高。同时,由于在鼻形件到达通过出口狭槽之前出口狭槽需要限制装置的非常分散且精确的角度位置,所以在特定预定力下用于释放锁的精度也很高。
在又一有利的实施方式中,第一引导装置能够通过自锁定齿轮装置在其旋转位置中进行调节。第一引导装置的旋转位置确定了限制装置的角度位置,在该角度位置处,鼻形件离开接纳空间。因此,调节第一引导装置的旋转位置恰好适应预定力。
本发明还涉及一种空投系统,该空投系统包括至少一对平行引导导轨和根据上文所述的位于导轨中的至少一个导轨中的至少一个空投锁,所述至少一对平行引导导轨用于承载货物托板,该引导导轨能够沿着飞行器的纵向轴线延伸。
有利地,该系统可以进一步包括控制单元,该控制单元能够与致动器中的至少一个致动器耦合,其中,该控制单元适于根据期望的操作模式来使相应的致动器移动。控制单元可以是机械和/或电气/电子控制单元。
在此,操作模式选自一组操作模式,所述组包括:逻辑地锁定、降落伞部署和重力下落/战斗卸载。上文已经描述了相应的致动器的控制。
最后,本发明涉及一种具有至少一个货舱和包括根据上文的至少一个空投系统的飞行器。
提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。该发明内容部分并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征,也不旨在用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
从附图中示出的示例性实施方式的以下说明中获知了本发明的其它特征、优点以及潜在应用。在这个方面,所有所描述的和/或图形化示出的特征还以单独的方式和以任意组合的方式形成本发明的目的,而不考虑各项权利要求的构成如何或与其它权利要求的引用关系如何。此外,附图中的相同或相似的对象由相同的附图标记来标示。
图1示出了根据第一示例性实施方式的空投锁的示意图。
图2a至图2j以连续视图示出了常见投出过程。
图3a至图3d示出了重力下落的投出顺序。
图4以详细视图示出了限制装置的接合端部。
图5a至图5d示出了锁的另一示例性实施方式。
图6示出了第一引导装置和第二引导装置的更多细节。
图7示出了图5a至图5d中所示的锁的变型。
图8示出了具有货舱和安装在位于货舱中的货舱地板上的空投锁的飞行器。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是说明性的,而非旨在对主题的实施方式或对这些实施方式的应用和用途进行限制。如本文中所使用的,词语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为示例的任何实施方式不一定被解释为比其它实施方式优选或有利。此外,不期望受到在前述技术领域、背景技术、发明内容或者以下详细描述中提出的任何已表达或已暗示的理论的束缚。
图1示出了根据第一示例性实施方式的空投锁的示意图。空投锁2包括壳体4,壳体4可以安装在导轨6下面,其中,货物托板8在导轨6上移动。在这个图示中,示出了x轴线,该x轴线与导轨6平行且指向敞开货舱门的方向,托板8通过该货舱门部署到飞行器外部。上述和以下所述的这个x轴也可以被称为部署方向。
货物托板8由限制装置10保持,限制装置10在这种情况下可以是由金属片等制成的平坦部件。限制装置10包括接合端部12,接合端部12穿透壳体4并伸出到达导轨6,从而在限制装置10的顶部与导轨6之间留下小间隙。示例性地,在限制装置10处布置有接触头部14,该接触头部14通过接触头部接头16以可转动的方式安装。接触头部14包括接触表面18,接触表面18适于与货物托板8的前表面20齐平地接触。通过以可转动的方式安装接触头部14,除了托板8处于其处于接触头部14的上界限或下界限处的上极限位置或下极限位置之外,接触表面18可以始终与前表面20平行。
在壳体4内部安置有钟形曲柄22,钟形曲柄22包括第一腿24和第二腿26,第一腿24和第二腿26示例性地围成直角。在这个示例性实施方式中,第一腿24布置成在中立状态下与x方向平行。因此,第二腿26向下延伸即沿z方向延伸。钟形曲柄22借助于钟形曲柄接头28以可转动的方式安装,该钟形曲柄接头28使钟形曲柄22绕钟形曲柄轴线30旋转。示例性地,钟形曲柄轴线30可以布置成与飞行器的y轴平行。
限制装置10借助于限制装置接头32以可转动的方式安装在钟形曲柄22的第一腿24上,该限制装置接头32允许限制装置10绕限制装置轴线34旋转。限制装置10和钟形曲柄22基本上布置在同一平面内。示例性地实现为压力弹簧的力引入装置36在第二腿26与限制装置10的力反作用端部38之间延伸。示例性但非必要地,第二腿26具有在第二腿26的外端处的第一力引入接头40。限制装置10进而具有面向第二腿26的小突起42并且包括第二力引入接头44。力引入装置36在第一力引入接头40与第二力引入接头44之间延伸。布置在钟形曲柄22的第一腿24上的端部止动件45对限制装置10以逆时针方向绕限制装置轴线34的旋转进行限制。这在载荷沿负Z方向施加的情况下是有利的,例如在飞行器遇到阵风的情况下是有利的。
此外,存在闩锁单元46,该闩锁单元46包括作为第一引导装置的凸轮48,该凸轮48具有第一引导表面50和第二引导表面52。第一引导表面50包括第一平均斜度,该第一平均斜度基本上由分别距限制装置接头32和限制装置接头轴线34的距离决定。第一引导表面50被设计成具有半径r1的圆弧,如图1所示,半径r1为限制装置接头轴线34与第一引导表面之间的距离。
因此,当货物托板8压在限制装置10的接合端部12上时,限制装置10绕限制装置接头轴线34旋转并且作为附接至力反作用端部38的第二引导装置的销54沿着第一引导表面50行进。同时,力引入装置36被压缩。因此,由力引入装置36施加的力在货物托板8的作用下增大。
然而,只要销54保持在第一引导表面50上,限制装置轴线34的位置就不会由于第一引导表面50的平均斜度而改变。一旦由接合区域12所接收的力达到或超过预定力时,销54到达接合点处56并且随后沿着第二引导表面52行进。
第二引导表面52的平均斜度与第一引导表面50的平均斜度明显不同,并且限制装置10必须遵循第二引导表面52的路线并因此另外地沿z方向移动。当力引入装置36释放时,第一腿24被向下拉并导致将接合区域12拉动到托板8的下方。然后,托板8被自动地释放。
为了在不必部署货物托板8的情况下独立于货物托板8施加的力来将货物托板8可靠地锁定,存在阻挡装置58。阻挡装置58包括阻挡元件60,在图1中,阻挡元件60移动到与销54接触的阻挡位置中同时被安置在第一引导表面50上。不管由货物托板8施加的力如何,限制装置10都不能移动并且货物托板8保持锁定。在力沿负X方向作用的情况下,端部止动件45阻挡限制装置10沿逆时针方向的旋转。
图1的整个图示以第一操作模式示出,在第一操作模式下,一旦货物托板8将预定力施加到限制装置10上时就例如通过部署降落伞释放货物托板8。在需要另一种操作模式即重力下落和战斗卸载的情况下,凸轮48可以借助于致动器62在图面中向右移动。因此,用于释放货物托板8所需的力将非常低,从而使得所需的力足以通过执行陡峭的爬升来增大飞行器的迎角并在飞行器的后部处打开货舱门。示例性地,在图1中还示出了联接至致动器62的马达64例如为电动马达,该马达64用于驱动使凸轮48移动的致动器62。
总而言之,与常见锁相比,如图1所示的根据本发明的锁具有多个优点。首先,可以在低于预定投出力的整个力间隔内维持钟形曲柄22的位置。凸轮48通过其相对平坦的第一导引表面50防止了钟形曲柄22在尚不需要时的转动或倾斜。其次,以可转动的方式围绕接触头部接头16安装的可移动接触头部14允许始终维持货物托板8与限制装置10的力引入区域12之间的表面接触,这使得力引入是平顺均匀且完全可预测的。
在下文中,图2a至图2j以连续视图示出了投出过程。这些在下面进行解释。
在图2a中,锁2被逻辑锁定。阻挡元件60与销54相接触,使得限制装置10不能移动。因此,图2a的图示与图1中的图示大致相同。为了更好地理解和使图示紧凑,省略了图1中示出的一些附图标记。
在图2b中,阻挡装置60移动远离销54,使得销54能够在第一引导表面50上行进。所有其它部件保持如前。
在图2c中,阻挡装置60的运动停止,降落伞(未示出)可以展开并且托板8可以开始移动至接触头部14。
在图2d中,货物托板8已经与接触头部14接触,接触头部14由于接触头部接头16而保持与托板8的外表面20平行。由于展开的降落伞(未示出)所施加的力,托板8沿x方向推动接合端部12,使得销54沿着第一引导表面50行进。由于第一平均倾斜度,钟形曲柄22保持在相同的位置和方位上。
在图2e中示出了由作用在限制装置10的接合端部12上的货物托板8所施加的力已经达到预定值,假定该预定值使锁2释放。在这个状态下,销54到达第一部段50与第二引导表面52之间的接合点处,使得销54将要在第二表面52上行进。在这种状态下,钟形曲柄22刚好保持在其瞬时方位中。
在图2f中,销54刚好离开第一引导表面50并且将要使钟形曲柄22绕钟形曲柄接头28自由地旋转。
这从图2g中开始,其中,钟形曲柄22已经从其先前方位旋转了约10°。这导致接合端部12沿向下方向移动了约距离d1,该距离d1增大直至接合端部12完全伸入壳体4中为止。因为施加在弹簧36上的力由于接合端部离开与货物托板8表面接触而停止,所以弹簧36再次伸展。这示出在图2i中。
在图2j中,销54与第三引导表面66相接触并将限制装置10保持在这种状态下。
在下文中,图3a至图3d示出了被称为重力下落或战斗卸载的另一种操作状态。
在图3a中示出的第一步骤中,借助于致动器62将凸轮48移动至右侧。目的在于使凸轮48移动下述距离:该距离使得销54不会置靠在第一引导表面50上,而是可以立即沿着第二引导表面52滑动。
图3b中示出了凸轮48的端部位置,其中,销54被定位在第一引导表面50与第二引导表面52之间的接合点56之上。此外,为了允许部署,通过使阻挡元件60移动至左侧来释放闩锁单元46,从而使得销54被释放。
图3c示出了处于下述状态的锁2,在该状态下,锁2允许以通过重力所提供的最小所需的力来部署货物托板8。
在图3d中,执行部署过程。可以看到,货物托板8沿x方向移动,从而对限制装置10的接合端部12施加力,该限制装置10的接合端部12立即通过基本上未压缩的弹簧36绕钟形曲柄接头28转动,其中,销54沿凸轮48的第二引导表面52向下滑动。由于销54不一定在第一引导表面50上滑动,所以钟形曲柄22可以绕钟形曲柄接头28转动并且弹簧36基本上不经受任何压缩力。因此,货物托板8基本上不经受任何机械阻力。
图4示出了限制装置10的接合端部12的详细视图。首先,接触头部接头16可以是具有接触头部接头轴线68的球形接头。接触头部接头轴线68的位置可以以下述方式被选择:使得当限制装置10围绕限制装置接头轴线34移动时接触头部14在竖向位置上进行一定的改变(用S表示)。期望的是,接触头部14在货物托板8沿x方向移动时略向上移动。如果接触头部轴线68在中立状态下位于限制装置轴线34正上方,则在限制装置10的运动期间将仅增大限制装置10与导轨6的间隙。因此,通过进一步逆着x方向安置接触头部轴线68,货物托板8的移动甚至通过略微减小与导轨6的间隙来改善限制功能并且改善接合端部12与货物托板8之间的接触。轴线16的Z位置可以根据托板横截面来选择,使得轴线16的Z位置位于托板8的上边缘与下边缘之间。如果不是这种情况,则托板将使头部14旋转并且边缘20将不再与头部14平行。期望的表面接触会减退为线接触或甚至点接触。
当接触头部轴线68和限制装置轴线34不平行时,将接触头部接头16实现为球形接头是优选的。这可能是A400M型飞行器的情况。这避免了约束力和潜在的倾斜效应。当使用球形轴承时,为接触头部14提供机械止动件以防止接触头部14绕x轴旋转可能是可行的。然而,接触头部14也可以以旋转对称的方式成型,使得绕x轴的旋转不具有任何影响。
如上文所述,期望在货物托板8的运动的第一部段期间使接触头部14与导轨6之间的间隙减小。虚线表示用于接触头部轴线68’和68”的其它可能的位置,其中,接触头部接头68’致使减小间隙尺寸的影响较小并且接触头部接头68”根本不会减小间隙尺寸。
提供了机械止动件70,该机械止动件70对钟形曲柄22的第一腿24在竖向向上方向上的运动进行限制。机械止动件70的位置可以是可调节的。此外,凸轮48的竖向位置也可以是可调节的。总而言之,这允许对整个锁进行调节以容许一定的机械游隙。该游隙也通过接触头部14的以尺寸h1表示的在竖向向上方向上的运动来补偿。
图5a至图5d示出了具有稍微不同的设置的锁72的另一示例性实施方式。在此,存在限制装置74,该限制装置74具有接合端部76,接合端部76具有借助于接触头部接头80以可转动的方式安装的接触头部78。第一引导装置82包括具有两个壁84的月牙形开槽闸,所述两个壁84封围出口狭槽86,出口狭槽86的形状应当适合于凸轮装置48。出口狭槽86的开口应当足够宽,使得即使当例如在重力下落之后装置74相对于钟形曲柄22处于90度角时,限制装置74也可以反向向上旋转。提供了呈长形鼻形件形式的第二引导装置88,第二引导装置88具有其宽度适合于狭槽86的纵向突起。第二引导装置88固定地布置在限制装置74上。该布置可以处于限制装置接头轴90上。第一引导装置82与第二引导装置88同心地固定地布置在壳体中,使得第一引导装置82被接纳在壳体中。此外,第一引导装置82和第二引导装置88与限制装置接头轴90同心地布置。固定至壳体4的引导装置82能够绕限制装置接头轴90旋转以选择不同的操作模式(伞拖空投(extraction drop)、重力下落/战斗卸载)。这个旋转可以耦合至模式选择器,本发明的这个实施方式没有详细地示出该模式选择器。
从附图可以看出,第二引导装置88可以仅在第二引导装置88的特定角度方位下、即钟形曲柄(bell crank)22的特定角度方位下穿过狭槽86。因此,当限制装置74接收来自货物托板8的力时,限制装置74将绕限制装置接头轴线90旋转直到第二引导装置88的方位与第一引导装置82的狭槽86的位置匹配为止。然后,限制装置74可以开始钟形曲柄22的运动。
在图5a中,示出了锁72的待发位置(armed position)。在此,第二引导装置88与第一引导装置82的右壁84处于表面接触,使得第二引导装置88不能在竖向方向上移动。
在图5b中,限制装置74已经绕限制装置接头轴线90旋转且几乎到达狭槽86,也就是说,限制装置74几乎被释放。
在图5c中,第二引导装置88的方位和狭槽86相匹配,使得第二引导装置88穿过狭槽86。
这在图5d中示出,其中,限制装置74已经在弹簧36再次伸展时发生了明显的竖向运动。在这个图示中,为了完整起见,示出了具有用于接纳力引入装置36的接头87的反作用力端部89。
图6示出了第一引导装置82和第二引导装置88的进一步细节。通过对壁84的边缘以及鼻形本体88的边缘倒圆,鼻形本体88可以容易地滑动穿过出口狭槽86。
图7示出了具有以可旋转的方式支承的第二引导装置88的又一变型,该第二引导装置88附接至具有齿轮92的自锁齿轮装置91,齿轮92能够通过未详细示出的第二齿轮94旋转。例如,第一齿轮和第二齿轮被实现为自锁定的蜗轮传动装置。通过例如借助于螺丝刀使第二齿轮94旋转,第二引导装置88相对于限制装置74的方位是可调整的。因此,可以调节释放力。
由于第一引导装置82与第二引导装置88之间的表面压力可能特别高,所以可行的是使所使用的材料硬化或在锁的另一侧制造第二组装置。
最后,图8示出了具有货舱98和货舱门100的飞行器96。货舱98可以包括货舱地板6,货舱地板6配备有根据上述说明的多个空投锁2以及在地板6上为实现空投所需的例如引导导轨的附加装置(未示出)。
另外,应当指出的是,“包括”并不排除其它元件或步骤,并且“一”或“一个”并不排除复数的情况。此外,应当指出的是,参照上述示例性实施方式中的一个示例性实施方式描述的特征或步骤也可以与上述其它的示例性实施方式的其它特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应解释为限制。

Claims (15)

1.一种用于位于飞行器中的货物托板(8)的空投锁(2),所述空投锁(2)包括:
壳体(4),
限制装置(10),所述限制装置(10)具有接合端部(12)和力反作用端部(38),所述接合端部(12)用于接触和限制所述货物托板(8);
钟形曲柄(22),所述钟形曲柄(22)具有用于以可转动的方式安装所述钟形曲柄(22)的钟形曲柄接头(28);
可弹性变形的力引入单元(36);以及
闩锁单元(46);
其中,所述限制装置(10)以能够绕限制装置轴线(34)转动的方式安装在所述钟形曲柄(22)的第一腿(24)上,
其中,所述力引入单元(36)附接至所述钟形曲柄(22)的第二腿(26)和所述限制装置(10)的所述力反作用端部(38),
其特征在于,所述闩锁单元(46)包括第一引导装置(48)和第二引导装置(54),
其中,所述第一引导装置(48)附接至所述壳体(4)的结构固定点并且所述第二引导装置(54)附接至所述限制装置(10),
其中,所述第一引导装置(48)、所述第二引导装置(54)、所述限制装置(10)、所述钟形曲柄(22)和所述力引入单元(36)被如下设计:使得如果作用在所述接合端部(12)上的力低于预定释放力,则所述第一引导装置(48)允许所述限制装置(10)绕所述限制装置轴线(34)旋转从而使所述力引入单元(36)变形,并且通过限制所述第二引导装置(54)的运动来防止所述钟形曲柄(22)的旋转,并且使得如果作用在所述接合端部(12)上的力等于或超过所述预定释放力,则所述第一引导装置(48)释放所述第二引导装置(54)从而允许所述钟形曲柄(22)旋转。
2.根据权利要求1所述的空投锁(2、72),其中,所述钟形曲柄(22)的所述第一腿(24)布置成在所述空投锁(2、72)的中立状态下与部署方向(x)大致平行。
3.根据权利要求2所述的空投锁(2、72),还包括上止动件(70),所述上止动件(70)布置在所述钟形曲柄(22)的所述第一腿(24)之上,用以对所述钟形曲柄(22)的所述第一腿(24)在向上方向上的竖向移动性进行限制。
4.根据权利要求3所述的空投锁(2、72),还包括阻挡装置(58),所述阻挡装置(58)包括阻挡元件(60)和致动器,其中,所述阻挡装置(58)适于使所述阻挡元件(60)选择性地移动成抵靠在所述限制装置(10、74)的一部分上以防止所述限制装置(10、74)的旋转,或者移动成远离所述限制装置(10、74)的所述一部分以使所述限制装置(10、74)自由地旋转。
5.根据权利要求4所述的空投锁(2、72),还包括以可转动的方式安装在所述接合端部(12、76)上的接触头部(14),所述接触头部(14)具有能够提供与待部署的所述货物托板(8)进行表面接触的接触表面(18)。
6.根据权利要求5所述的空投锁(2、72),其中,所述接触头部(14)借助于球形接头(16)以可转动的方式安装。
7.根据权利要求4所述的空投锁(2、72),
其中,所述第一引导装置(48、82)是凸轮装置(48),
其中,所述第二引导装置(54、88)是销(54),
其中,所述第一引导装置(48、82)具有面向所述钟形曲柄接头(28)的外凸轮表面,所述外凸轮表面具有带有第一平均斜度的第一引导表面(50)和带有第二平均斜度的第二引导表面(52),所述第一引导表面(50)和所述第二引导表面(52)彼此连接,并且
其中,所述第一引导装置(48、82)和所述第二引导装置(54、88)被如下设计:使得如果作用在所述接合端部(12、76)上的力低于所述预定释放力,则所述销(54)在所述第一引导表面(50)上滑动从而使所述力引入单元(36)变形,并且防止所述钟形曲柄(22)的旋转,并且使得如果作用在所述接合端部(12、76)上的力等于或超过所述预定释放力,则所述销(54)在所第二引导表面(52)上滑动从而允许所述钟形曲柄(22)绕钟形曲柄轴线(30)旋转。
8.根据权利要求7所述的空投锁(2、72),其中,所述凸轮装置(48)的位置能够沿着所述部署方向被选择性地调节成使得所述销(54)位于所述第二引导表面(52)之上。
9.根据权利要求1至6中的任一项所述的空投锁(2、72),
其中,所述第一引导装置(48、82)是开槽闸装置(82),所述开槽闸装置(82)具有由至少一个壁(84)至少部分包围的圆形接纳空间,所述至少一个壁(84)形成出口狭槽(86),
其中,所述第二引导装置(54、88)是鼻形件(88),所述鼻形件(88)的宽度适合于所述第一引导装置(48、82)的所述出口狭槽(86),
其中,所述第一引导装置(48、82)和所述第二引导装置(54、88)与限制装置接头轴(90)同心地布置,并且
其中,所述第一引导装置(48、82)和所述第二引导装置(54、88)被如下设计:使得如果作用在所述限制装置(10、74)的所述接合端部(12、76)上的力达到或超过所述预定释放力,则所述第二引导装置(54、88)通过所述出口狭槽(86)离开所述第一引导装置(48、82)。
10.根据权利要求9所述的空投锁(2、72),其中,所述第一引导装置(48、82)是月牙形的,并且所述出口狭槽(86)对称地布置在所述第一引导装置(48、82)中。
11.根据权利要求10所述的空投锁(2、72),其中,所述第一引导装置(48、82)在所述第一引导装置(48、82)的旋转位置方面能够通过自锁定齿轮装置(91)调节。
12.一种空投系统,所述空投系统包括:
用于承载货物托板(8)的至少一对平行引导导轨,所述引导导轨能够沿着飞行器的纵向轴线(x)延伸,以及
位于所述导轨中的至少一个导轨中的至少一个根据权利要求1至11中的任一项所述的空投锁(2、72)。
13.根据权利要求12所述的空投系统,所述空投系统还具有至少一个根据权利要求4或8所述的空投锁(2、72)并且还包括能够与所述致动器中的至少一个致动器耦合的控制单元,其中,所述控制单元适于根据期望的操作模式来使相应的致动器移动。
14.根据权利要求13所述的空投系统,其中,所述操作模式选自一组操作模式,所述组包括:
逻辑锁定模式,在所述逻辑锁定模式下,所述货物托板(8)保持锁定,
降落伞展开模式,在所述降落伞展开模式下,释放所述货物托板(8),以及
重力下落/战斗卸载模式,在所述重力下落/战斗卸载模式下,所述空投锁(2、72)允许以通过重力所提供的最小所需的力来部署所述货物托板(8)。
15.一种具有至少一个货舱并且包括至少一个根据权利要求13或14所述的空投系统的飞行器。
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