CN109606651B - 一种可控制长度的飞机支柱式起落架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制长度的飞机支柱式起落架，包括支柱、活塞杆、轮胎和液压油调节控制系统，支柱内设有活塞杆，活塞杆的一端伸出支柱与轮胎连接，活塞杆分为上活塞杆和下活塞杆，上活塞杆的外侧紧贴支柱的内侧壁，上活塞杆与支柱之间充满油介质，油介质的上表面与支柱顶端之间充满气介质，下活塞杆的上端侧面设有第一密封圈，支柱的底端设有第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈之间形成液压油腔体，支柱的侧壁设有上接管嘴和下接管嘴，上接管嘴和下接管嘴与液压油调节控制系统连通。本发明的支柱式起落架结构简单、重量轻、承载能力强，而且通过液压油调节控制系统将其收缩，减小长度，使之可以收纳在较小的起落架舱空间内。

Description

一种可控制长度的飞机支柱式起落架

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，具体是一种可控制长度的飞机支柱式起落架。

背景技术

目前飞机上常用的起落架主要有支柱式起落架和摇臂式起落架（含半摇臂式起落架），支柱式起落架的优点是结构简单、重量轻、承载能力更强，但是传统的支柱式起落架的轮胎冲击力直接传到了活塞和支柱上，是纯粹的拉力和压力的传递，没有其他机构参与其中传力，因此整个起落架内部的载荷相对较小，支柱和活塞仅需直接承受轮胎的冲击力即可，但同时为了能有效的消除轮胎传过来的冲击能，需要将活塞杆和支柱设计得相对要长一些，使得活塞杆的的运动行程尽量大一些，从而导致了支柱式起落架的整个长度尺寸相对较大。因此需要一个尺寸较长的空间来作为起落架舱，对于大吨位飞机，飞机尺寸大，很容易设计出长尺寸的起落架舱，但是作为小吨位的飞机，飞机尺寸小，就很难设计出长尺寸的起落架舱，因此很多小吨位飞机都放弃了承载能力强的支柱式起落架方案，采用摇臂式起落架或半摇臂式的起落架，通过一个特殊的机构，使起落架的摇臂收缩起落架，然后再收入起落架舱内，这时对起落架舱的要求是具有合适的长度和合适宽度，这样的空间在小吨位飞机上是比较容易设计出来的，但是摇臂式起落架比支柱式起落架要多出支柱和摇臂两个主要承力部件，因为轮胎上传来的冲击力，首先会传给摇臂，然后依据杠杆原理变大传到缓冲器上，最后再靠支柱传递到机身上去，此传力路径会将起落架轮胎穿过来的冲击力放大很多倍，导致起落架的内部载荷非常大，因此重量比支柱式起落架要重得多，而且因为摇臂可以摇动，摇臂式起落架通常会设计一套机构完成起落架的收缩，所以摇臂式起落架的结构更加复杂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可控制长度的飞机支柱式起落架，采用简单的结构形式进行承载，使得承载能力更强，但是对起落架舱的体积要求，仅需要一个合适长度及合适宽度尺寸的起落架舱，方便将具有承载能力强的支柱式起落架应用到小吨位飞机上去，以实现对小吨位飞机进行减重设计。

本发明采用的技术方案是：一种可控制长度的飞机支柱式起落架，包括支柱、活塞杆、轮胎和液压油调节控制系统，所述支柱内设有活塞杆，所述活塞杆的一端伸出支柱与轮胎连接，所述活塞杆分为上活塞杆和下活塞杆，所述上活塞杆的外侧紧贴支柱的内侧壁，上活塞杆与支柱之间充满油介质，所述油介质的上表面与支柱顶端之间充满气介质，所述下活塞杆的上端侧面设有第一密封圈，所述支柱的底端设有第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈之间形成液压油腔体，所述支柱的侧壁上端设有与气介质容纳空间相通的上接管嘴，支柱的侧壁下端设有与液压油腔体相通的下接管嘴，所述上接管嘴和下接管嘴与液压油调节控制系统连通。该液压油调节控制系统使得起落架在无须工作时，将其缩短，从而减小了起落架的尺寸，也降低了支柱式起落架对飞机起落架舱的设计要求。

所述液压油调节控制系统包括缓冲瓶、气压转换阀、高压液压油供油管、低压液压油回油管、三位四通电磁阀和液控单向阀，所述缓冲瓶的左侧通过第一管路与上接管嘴连通，所述缓冲瓶的右侧通过第二管路与液控单向阀连接，所述液控单向阀与三位四通电磁阀连接，所述三位四通电磁阀通过第三管路与气压转换阀连接，所述气压转换阀通过第四管路与下接管嘴连通，所述三位四通电磁阀还分别与高压液压油供油管和低压液压油回油管连通。

所述缓冲瓶内设有左右运动的缓冲活塞。

所述气压转换阀底部与大气相通，气压转换阀内设有活塞，所述活塞向下运动能使第四管路与大气相连通，将液压油介质排入大气中。

所述气压转换阀通过第五管路与液控单向阀连接，所述第五管路上设有应急装置。

所述应急装置包括高压氮气瓶和与其连接的起落架应急放电磁阀，所述起落架应急放电磁阀通过第六管路与第五管路连通。

所述下活塞杆的上端侧面设有凹槽，所述凹槽内设有第一密封圈，所述第一密封圈的侧壁紧贴支柱内侧壁。

所述上活塞杆的内部中空，内侧壁上设有漏油孔，在上活塞杆上下运动时，油介质会不断地通过漏油孔反复流入、流出。

本发明的有益效果是：1、当这种承载能力强的支柱式起落架无须工作时，通过液压油调节控制系统将其收缩，减小长度，使之可以收纳在较小的起落架舱空间内，降低了支柱式起落架对飞机起落架舱的设计要求。2、本发明的支柱式起落架结构简单、重量轻、承载能力更强。3、在具有同样轮心位移的前提条件下，可以利用容积较少空间将起落架收纳起来，从而为小型飞机节省出更多的空间用于布置其他设备。4、结合了传统的支柱式起落架和摇臂式（含半摇臂式）起落架的优点，采用简单的结构形式进行承载，使得承载能力更强，但是对起落架舱的体积要求，仅需要一个合适长度及合适宽度尺寸的起落架舱，方便将这种具有承载能力强的支柱式起落架应用到小吨位飞机上去，以实现对小吨位飞机进行减重设计。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中，1、支柱，101、上接管嘴，102、下接管嘴，2、活塞杆，21、上活塞杆，22、下活塞杆，23、漏油孔，3、轮胎，4、气介质，5、油介质，6、液压油调节控制系统，601、缓冲瓶，602、气压转换阀，603、高压液压油供油管，604、低压液压油回油管，605、三位四通电磁阀，606、液控单向阀，607、第一管路，608、第二管路，609、第三管路，610、第四管路，611、缓冲活塞，612、活塞，613、第五管路，614、高压氮气瓶，615、起落架应急放电磁阀，616、第六管路，617、应急排气活门，7、第一密封圈，8、第二密封圈，9、液压油腔体。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例

一种可控制长度的飞机支柱式起落架，包括支柱1、活塞杆2、轮胎3和液压油调节控制系统6，支柱1内设有活塞杆2，活塞杆2的一端伸出支柱1与轮胎3连接，活塞杆2分为上活塞杆21和下活塞杆22，上活塞杆21的外侧紧贴支柱1的内侧壁，上活塞杆21与支柱之间充满油介质5，油介质5的上表面与支柱1顶端之间充满气介质4，上活塞杆21的内部中空，内侧壁上设有漏油孔23，在上活塞杆21上下运动时，油介质5会不断地通过漏油孔23反复流入、流出。

下活塞杆22的上端侧面设有凹槽，凹槽内设有第一密封圈7，第一密封圈7的侧壁紧贴支柱1内侧壁，支柱1的底端设有第二密封圈8，第一密封圈7和第二密封圈8之间形成液压油腔体9，支柱1的侧壁上端设有与气介质4容纳空间相通的上接管嘴101，支柱的侧壁下端设有与液压油腔体9相通的下接管嘴102，上接管嘴101和下接管嘴102与液压油调节控制系统6连通。

液压油调节控制系统6包括缓冲瓶601、气压转换阀602、高压液压油供油管603、低压液压油回油管604、三位四通电磁阀605和液控单向阀606，缓冲瓶601的左侧通过第一管路607与上接管嘴101连通，缓冲瓶601的右侧通过第二管路608与液控单向阀606连接，缓冲瓶601内设有左右运动的缓冲活塞611，液控单向阀606与三位四通电磁阀605连接，三位四通电磁阀605通过第三管路609与气压转换阀602连接，气压转换阀602的左端通过第四管路610与下接管嘴102连通，三位四通电磁阀605还分别与高压液压油供油管603和低压液压油回油管604连通。

气压转换阀602底部与大气相通，气压转换阀602内设有活塞612，活塞612向下运动能使第四管路610与大气相连通，将液压油介质排入大气中。气压转换阀602通过第五管路613与液控单向阀606连接，第五管路613上设有应急装置。应急装置包括高压氮气瓶614和与其连接的起落架应急放电磁阀615，起落架应急放电磁阀615通过第六管路616与第五管路613连通，第六管路616上还设有应急排气活门617。

综上所述，本发明是在支柱1上端和下端均设计液压油接管嘴，上接管嘴101通过第一管路607与压力缓冲瓶601的左端相连，下接管嘴102通过第四管路610与气压转换阀602的左端相连，同时活塞杆2上设计两组密封圈7和8，这两组密封圈之间形成一个液压油腔体9，腔体内装满飞机液压油，该液压油可通过第四管路610及气压转换阀602与飞机上的液压系统交联起来。当起落架正常工作时，液控单向阀606和三位四通电磁阀605控制高压液压油供油管603进入缓冲瓶601的右侧腔室，推动缓冲活塞611往左侧运动，当运动到最左侧时，切断液控单向阀606和三位四通电磁阀605，防止起落架在工作时，气介质4因压力过大，反流入缓冲瓶内，从而导致起落架缓冲器失效。液压油介质通过第四管路610、气压转换阀602、第三管路609及三位四通电磁阀605与低压液压油回油管604连通， 以便起落架在正常工作时，活塞杆2可正常的上下往返运动。

本发明的工作原理是：

当飞机着陆时，轮胎3会高速接地，从轮胎3会传来极大的冲击力，冲击力会直接传递到活塞杆2上，活塞杆2在冲击力的作用下，会往上运动，从而会带动油介质5去压缩气介质4，同时也会带动液压油腔体9内的液压油介质往上运动，随着液压油介质的运动，飞机上的低压液压油会通过第三管路609、气压转换阀602及第四管路610进入支柱1的液压油腔体9，以补偿活塞杆2因上移而产生的真空容积，当油介质5在极大限度的压缩气介质4后，气介质4会膨胀，推动油介质5往下运动，而油介质5会进一步推动活塞杆2往下运动，也会将支柱液压油腔体9内的液压油介质通过第四管路610、气压转换阀602和第三管路609推回低压液压油回油管604。在活塞杆2上下运动时，油介质5会不断的反复的从漏油孔23流过，气介质4会不断的反复的压缩、膨胀，从而消除掉轮胎3上传过来的冲击能，实现将飞机着陆过程中的冲击能转变成热能消散掉，达到减震降载的作用。

当飞机起飞离地后，起落架需要收起时，三位四通电磁阀605控制第三管路609与飞机高压液压油供油管603连通，液控单向阀606和三位四通电磁阀605控制第二管路608与飞机低压液压油回油管604连通，此时支柱1的液压油腔体9内的液压油介质因连通了高压液压油，会推动活塞杆2往上移动，从而推动气介质4和油介质5通过第一管路607流入缓冲瓶601的左侧腔室，当活塞杆2上端面与支柱1的上端面贴紧后，活塞杆2运动到极限位置，然后切断液控单向阀606和三位四通电磁阀605，将活塞杆2锁定在支柱1的顶端位置，使得支柱式起落架的长度尺寸减到最小，然后再通过起落架的收放做动器，将起落架收入起落架舱内。

当飞机上的液压系统发生故障，无法为起落架提供高压液压油且无法将支柱1的液压油腔体9与飞机低压液压油连通时，需要打开起落架应急电磁阀615，此时高压氮气瓶614内的高压氮气，会通过第五管路613进入气压转换阀602的上端腔体，推动其内的活塞612往下运动，使第四管路610与大气相连通，将液压油介质排入大气中，同时高压氮气还会通过液控单向阀606和第二管路608进入缓冲瓶的右侧腔室，推动缓冲活塞611往左侧运动，将缓冲瓶601左侧腔室内的气介质4和油介质5流回支柱1内，油介质5会推动活塞杆2往下运动，实现将起落架应急放下，并使之具有一定的缓冲作用。这种应急状态因为缓冲瓶601的右侧腔体内填入了部分高压氮气，会导致缓冲瓶601的缓冲活塞611无法完全锁死，因此在起落架活塞杆2往上运动时，气介质4的最大压力值可能无法达到设计点，从而使得活塞杆2会与支柱1的顶端发生碰撞，碰撞完后会反弹回来，从而推动活塞杆2往下移动，如此反复多次就可以将起落架轮胎3传来的冲击能消除掉，使飞机安全着地。这种应急状态下的缓冲器性能会有所降低，但作为应急状态使用，是满足使用要求的，仅需在支柱1和活塞杆2的强度设计时考虑这个冲击载荷即可。

Claims (7)

1.一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，包括支柱、活塞杆、轮胎和液压油调节控制系统，所述支柱内设有活塞杆，所述活塞杆的一端伸出支柱与轮胎连接，所述活塞杆分为上活塞杆和下活塞杆，所述上活塞杆的外侧紧贴支柱的内侧壁，上活塞杆与支柱之间充满油介质，所述上活塞杆的内部中空，内侧壁上设有漏油孔，在上活塞杆上下运动时，油介质会不断地通过漏油孔反复流入、流出；所述油介质的上表面与支柱顶端之间充满气介质，所述下活塞杆的上端侧面设有第一密封圈，所述支柱的底端设有第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈之间形成液压油腔体，所述支柱的侧壁上端设有与气介质容纳空间相通的上接管嘴，支柱的侧壁下端设有与液压油腔体相通的下接管嘴，所述上接管嘴和下接管嘴与液压油调节控制系统连通。

2.根据权利要求1所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述液压油调节控制系统包括缓冲瓶、气压转换阀、高压液压油供油管、低压液压油回油管、三位四通电磁阀和液控单向阀，所述缓冲瓶的左侧通过第一管路与上接管嘴连通，所述缓冲瓶的右侧通过第二管路与液控单向阀连接，所述液控单向阀与三位四通电磁阀连接，所述三位四通电磁阀通过第三管路与气压转换阀连接，所述气压转换阀通过第四管路与下接管嘴连通，所述三位四通电磁阀还分别与高压液压油供油管和低压液压油回油管连通。

3.根据权利要求2所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述缓冲瓶内设有左右运动的缓冲活塞。

4.根据权利要求2所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述气压转换阀底部与大气相通，气压转换阀内设有活塞，所述活塞向下运动能使第四管路与大气相连通，将液压油介质排入大气中。

5.根据权利要求2所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述气压转换阀通过第五管路与液控单向阀连接，所述第五管路上设有应急装置。

6.根据权利要求5所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述应急装置包括高压氮气瓶和与其连接的起落架应急放电磁阀，所述起落架应急放电磁阀通过第六管路与第五管路连通。

7.根据权利要求1所述的一种可控制长度的飞机支柱式起落架，其特征在于，所述下活塞杆的上端侧面设有凹槽，所述凹槽内设有第一密封圈，所述第一密封圈的侧壁紧贴支柱内侧壁。

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