CN109747816A - 一种带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架，采用油气式缓冲器替换主起落架航向撑杆下阻力撑杆，并在主起落架外筒与航向撑杆间增加一套阻力撑杆机构，以此减缓主起落架纵向振动现象。增加的航向撑杆能够承受起落架支柱航向力矩，而利用油气式缓冲器具有的弹性及阻尼特性，能够迅速吸收起落架刹车滑跑过程中地面及刹车装置传递过来的振动能量并减小振动力，提高起落架系统的动态稳定性能。
Description
技术领域
本发明涉及飞机起落架纵向抖振领域，具体涉及一种带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架。
背景技术
飞机起落架纵向抖振现象是由于防滑刹车系统的工作引起机轮的制动力矩改变，从而造成机轮的转速出现周期性改变，引发的起落架纵向振动。刹车装置通常安装在飞机主起落架机轮上，因此刹车抖振现象多发生于主起落架。随着现代飞机起落架高强钢的使用和减重设计要求，起落架柔性问题以及由其带来的振动问题日益突出，我国一些军机和无人机型号都发生过起落架刹车抖振的现象，通过减振装置和结构设计来尽量减小不利振动，在起落架设计过程中显得尤为重要。
国内外对于刹车抖振方面的研究较少，可查阅到的文献主要以研究抖振机理、起落架结构以及刹车控制参数的改变对抖振的影响为主。而对于减缓起落架抖振现象的方法研究，文献1(Gualdi S,Morandini M,Ghiringhelli G L.Anti-Skid Induced AircraftLanding Gear Instability[J].Aerospace Science and Technology,
2008,12(8):627-637.)研究了刹车系统控制参数的调节，而未从起落架结构设计上提出减振方案。文献2(吴华伟,陈特放,胡春凯,等.飞机刹车制动引起的谐振解决措施[J].航空精密制造技术,2012,48(2):50-53.)以综述形式描述了起落架抖振的解决措施，提到起落架及刹车装置各部件安装时尽量采用防振橡胶垫等方式减少使用过程中的振动和冲击，但未给出具体设计方案。目前国内外在起落架抖振减振装置设计方面仍鲜有研究。
为了解决在实际使用中常出现的起落架抖振问题，将飞机主起落架航向撑杆下阻力撑杆替换为一套油气缓冲式减振装置，通过油气缓冲器自身的弹性与阻尼特性，可以有效吸收纵向抖振能量，减缓飞机在刹车过程中的起落架前后向振动现象，避免了刹车装置共振问题，延长了刹车装置和起落架的使用寿命。而缓冲减振装置与起落架支柱之间增加的航向撑杆限制了起落架纵向位移自由度，提高了起落架结构的稳定性。
发明内容
发明目的：本发明针对飞机地面刹车滑跑过程中的主起落架纵向抖振现象，采用油气式缓冲器替换主起落架航向撑杆下阻力撑杆，并在主起落架外筒与航向撑杆间增加一套阻力撑杆机构，以此减缓主起落架纵向振动现象。
一种带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架，包括主起落架和机轮，所述主起落架顶部与机身固定安装，在所述主起落架活末端通过轴承安装有机轮；还包括上阻力撑杆、航向撑杆以及油气式缓冲器；
所述上阻力撑杆顶端安装在机身上，下端分别铰接有航向撑杆和油气式缓冲器；所述航向撑杆包括第一航向撑杆和第二航向撑杆；所述第一航向撑杆的一端与所述上阻力撑杆铰接，另一端与所述第二航向撑杆的一端铰接，在所述第一航向撑杆和第二航向撑杆的铰接处设有锁定装置；所述第二航向撑杆的另一端铰接在所述主起落架上部位置；
所述油气式缓冲器下端铰接在所述主起落架下部位置，包括缓冲器外筒及滑动安装在所述缓冲器外筒内的缓冲器活塞杆；在所述缓冲器外筒内顶端中心位置固定安装有油针，在所述缓冲器外筒内下部位置安装有活塞，在所述活塞上中心位置开设有限流孔，所述限流孔的直径小于所述油针的最大直径；在所述活塞上还设置有两个限油孔；在所述缓冲器活塞杆内设置有浮动活塞，所述浮动活塞将所述缓冲器活塞杆内腔室分成上气腔和下油腔。
所述主起落架包括主起落架支柱外筒和主起落架活塞杆，所述主起落架活塞杆滑动安装在所述主起落架支柱外筒内；所述主起落架支柱外筒顶部与机身固定安装；在所述主起落架支柱外筒下端铰接有上扭力臂，在所述主起落架活塞杆下端铰接有下扭力臂，所述上扭力臂与所述下扭力臂之间铰接。
所述缓冲器活塞杆与所述缓冲器外筒之间设有静密封圈。
在所述缓冲器外筒内还安装有密封圈，所述密封圈紧贴所述密封圈安装。
本发明的有益效果：
(1)缓冲减振装置与起落架支柱之间增加的航向撑杆限制了起落架纵向位移自由度，能有效提高起落架系统动态稳定性；
(2)能够有效吸收耗散起落架刹车时低频纵向振动能量，解决了飞机地面滑行时起落架严重的纵向抖振现象；
(3)抗抖振装置能够大大降低振动幅度及振动载荷，解决抖振加剧乘坐时的颠簸现象以及会造成的部件受损，缩短寿命的问题。
附图说明
附图1为带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架结构示意图；
附图2为油气式缓冲器组成示意图；
附图3为油气式缓冲器结构剖视图；
图4为油气式缓冲器结构下部示意图。
图中标号名称：1、主起落架支柱外筒，2、上扭力臂，3、下扭力臂，4、上阻力撑杆，5、第一航向撑杆，6、第二航向撑杆，A、油气式缓冲器，7、主起落架活塞杆，8、轮胎，9、轮毂，10、缓冲器外筒，11、活塞，12、浮动活塞， 13、密封圈，14、油针，15、螺母，16、静密封圈，17、缓冲器活塞杆，18、限流孔，19、限油孔，20、充气孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
附图1为带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架结构示意图。如图1 所示，本发明的带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架包括主起落架、机轮、上阻力撑杆4、航向撑杆以及油气式缓冲器A；所述主起落架包括主起落架支柱外筒1和主起落架活塞杆7，所述主起落架活塞杆7滑动安装在所述主起落架支柱外筒1内，并可在所述主起落架支柱外筒1内运动；所述主起落架支柱外筒1 顶部与机身固定安装。在所述主起落架活塞杆7末端通过轴承安装有机轮，所述机轮包括轮毂9以及在所述轮毂9上设置的轮胎8。在所述主起落架支柱外筒1 下端铰接有上扭力臂2，在所述主起落架活塞杆7下端铰接有下扭力臂3，所述上扭力臂2与所述下扭力臂3之间铰接；
所述上阻力撑杆4顶端安装在机身上，下端分别铰接有航向撑杆和油气式缓冲器A；所述航向撑杆包括第一航向撑杆5和第二航向撑杆6；所述第一航向撑杆5的一端与所述上阻力撑杆4铰接，另一端与所述第二航向撑杆6的一端铰接，在所述第一航向撑杆5和第二航向撑杆6的铰接处设有锁定装置用于收放，在进行着陆滑跑时，所述第一航向撑杆5和第二航向撑杆6通过锁定装置锁死限制自由度用于承受航向载荷，锁死后用于限定航向自由度和承受航向载荷，起落架收起时，锁定装置打开，用于收放。在本发明中，所述锁定装置可以采用现有技术中能够实现锁定目的的锁定装置。所述第二航向撑杆6的另一端铰接在所述主起落架支柱外筒1中部位置；所述油气式缓冲器A下端铰接在所述主起落架支柱外筒1下端位置，包括缓冲器外筒10及滑动安装在所述缓冲器外筒10内的缓冲器活塞杆17；在所述缓冲器外筒10内顶端中心位置通过螺母15安装有油针14，在所述缓冲器外筒10内下部位置安装有活塞11，在所述活塞11上中心位置开设有限流孔18，所述限流孔18的直径小于所述油针14的最大直径。在所述活塞11上还设置有两个限油孔19。
所述缓冲器活塞杆17与所述缓冲器外筒10之间设有静密封圈13，主要起到防止灰尘进入缓冲器内；密封圈16安装在缓冲器外筒10内，紧贴所述密封圈 13，主要起到防止油液泄漏的作用。
在所述缓冲器活塞杆17内设置有浮动活塞12，所述浮动活塞12将所述缓冲器活塞杆17内腔室分成上气腔和下油腔，所述浮动活塞12防止气体因反复作动使得压力融入油液之中。在所述缓冲器活塞杆17下端还设有充气孔20。
本发明的工作原理如下：
(a)、飞机在地面进行滑跑，主起落架上的上阻力撑杆4、油气式缓冲器A，第一航向撑杆5和第二航向撑杆6共同构成主起落架系统的航向撑杆，第一航向撑杆5和第二航向撑杆6在整个地面滑跑过程处于水平锁死状态，用于支撑整个地面传递的航向载荷；传递到油气式缓冲器A两端的轴向力使得缓冲器活塞杆 17和缓冲器外筒10做压缩和拉伸运动，内部通过气体的压缩与油液的流动，将动能转化为热能耗散掉，以此抵消轴向力；上阻力撑杆4与油气式缓冲器A用以减小地面滑跑引起的纵向抖振。
(b)、当飞机出现抖振现象时，主起落架会出现前后抖动的现象，这时传递到起落架航向撑杆的力分布在上阻力撑杆4以及油气式缓冲器A两端，作用于油气式缓冲器A两端的力会使得缓冲器活塞杆17向缓冲器外筒10压缩，由于油针14和活塞12的作用，浮动活塞12会被顶开，油液室内体积的改变，压迫缓冲器外筒10内的油液通过活塞11上的限油孔19流向缓冲器活塞杆17的上气腔，油液通过限油孔时，由于限油孔很小，会形成较大的阻滞作用，将整个过程的动能转化为热能耗散掉；同时缓冲器活塞杆17内的气体被压缩，内压升高储蓄能量，油室体积增大，压力减小，油液在经过活塞11上的限流孔18从气室流入油室，此时活塞11上的限油孔面积较大，阻滞作用较小。当油气式缓冲器A 两端受拉力时，整个过程相反，浮动活塞12由于压力的作用会堵住限流孔18，油液只能从活塞11两侧的限油孔19流动，形成很大的阻滞作用，产生较大的阻尼力，压缩与拉伸过程保证了整个过程动能转化为热能的耗散功能，从而降低起落架纵向抖振现象。
本发明针对飞机地面刹车滑跑过程中的主起落架纵向抖振现象，采用油气式缓冲器替换主起落架航向撑杆下阻力撑杆，并在主起落架外筒与航向撑杆间增加一套阻力撑杆机构，以此减缓主起落架纵向振动现象。增加的航向撑杆能够承受起落架支柱航向力矩，而利用油气式缓冲器具有的弹性及阻尼特性，能够迅速吸收起落架刹车滑跑过程中地面及刹车装置传递过来的振动能量并减小振动力，提高起落架系统的动态稳定性能。本发明采用的油气式缓冲器，在飞机地面刹车滑跑时，地面载荷传递到航向撑杆上的力使得缓冲器内筒压缩，这时油室内的油液通过活塞上的限油孔流向气室，在油液通过限油孔时，由于油针的作用，使得限油孔越来越小，从而形成的阻滞作用会越来越大，同时气室内的气体被压缩，内压升高储蓄能量。反行程时，油液从气室流回油室，浮动活塞将活塞上的限油孔堵住，油液只能由两个很小的限流孔流过，从而产生较大的阻尼力，正反行程的不断往复保证了整个过程的能量耗散，从而减轻了起落架抖振引起的振动位移和载荷对结构产生的影响，提高了飞机地面滑跑稳定性，保证了飞行安全。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。
Claims (4)
1.一种带有油气缓冲式纵向抖振减振装置的起落架，包括主起落架和机轮，所述主起落架顶部与机身固定安装，在所述主起落架活末端通过轴承安装有机轮；其特征在于：还包括上阻力撑杆(4)、航向撑杆以及油气式缓冲器(A)；
所述上阻力撑杆(4)顶端安装在机身上，下端分别铰接有航向撑杆和油气式缓冲器(A)；所述航向撑杆包括第一航向撑杆(5)和第二航向撑杆(6)；所述第一航向撑杆(5)的一端与所述上阻力撑杆(4)铰接，另一端与所述第二航向撑杆(6)的一端铰接，在所述第一航向撑杆(5)和第二航向撑杆(6)的铰接处设有锁定装置；所述第二航向撑杆(6)的另一端铰接在所述主起落架上部位置；
所述油气式缓冲器(A)下端铰接在所述主起落架下部位置，包括缓冲器外筒(10)及滑动安装在所述缓冲器外筒(10)内的缓冲器活塞杆(17)；在所述缓冲器外筒(10)内顶端中心位置固定安装有油针(14)，在所述缓冲器外筒(10)内下部位置安装有活塞(11)，在所述活塞(11)上中心位置开设有限流孔(18)，所述限流孔(18)的直径小于所述油针(14)的最大直径；在所述活塞(11)上还设置有两个限油孔(19)；在所述缓冲器活塞杆(17)内设置有浮动活塞(12)，所述浮动活塞(12)将所述缓冲器活塞杆(17)内腔室分成上气腔和下油腔。
2.根据权利要求1所述的起落架，其特征在于：所述主起落架包括主起落架支柱外筒(1)和主起落架活塞杆(7)，所述主起落架活塞杆(7)滑动安装在所述主起落架支柱外筒(1)内；所述主起落架支柱外筒(1)顶部与机身固定安装；在所述主起落架支柱外筒(1)下端铰接有上扭力臂(2)，在所述主起落架活塞杆(7)下端铰接有下扭力臂(3)，所述上扭力臂(2)与所述下扭力臂(3)之间铰接。
3.根据权利要求1所述的起落架，其特征在于：所述缓冲器活塞杆(17)与所述缓冲器外筒(10)之间设有静密封圈(13)。
4.根据权利要求3所述的起落架，其特征在于：在所述缓冲器外筒(10)内还安装有密封圈(16)，所述密封圈(16)紧贴所述密封圈(13)安装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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