CN112839869B - 飞行器的起落架以及用于冷却这种起落架的电动滑行马达和制动器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞行器的起落架(10)，该起落架包括：‑至少一个轮(20)，‑电动滑行系统(30)，该电动滑行系统包括电动滑行马达(32)且能够使所述轮旋转，以及‑制动系统(40)，该制动系统包括能够使轮的旋转减速或停止的制动器(42)，其特征在于，该起落架包括用于冷却电动滑行马达和制动器的系统(50)，该系统包括通风装置(52)，该通风装置能够使源自制动器(42)的气流(F1)和源自起落架(10)外部的气流(F2)混合，且能够通过混合气流(F3)对电动滑行马达(32)进行通风，该通风装置(52)包括通风轮(54)和马达(56)，该通风轮被构造成吸入混合气流(F3)，该马达能够使所述通风轮(54)旋转。

Description

飞行器的起落架以及用于冷却这种起落架的电动滑行马达和 制动器的方法
技术领域
本发明涉及一种冷却飞行器的起落架的电动滑行系统的电动马达和制动系统的制动器的方法。
本发明还涉及一种飞行器的起落架，该起落架包括电动滑行系统、制动系统以及用于冷却所述电动滑行系统的电动马达和所述制动系统的制动器的系统。
背景技术
现有技术包括但不限于专利申请WO-A1-2013/123993、US-A1-2012/104159、DE-A1-4235815、US-A1-2015/266566、EP-A1-3165455和WO-A1-2014/202457。
以已知的方式，飞行器可以配备有电动滑行系统。滑行是在飞行器起飞之前和飞行器着陆之后将飞行器的所有滑行步骤组合在一起的操作。
这种电动滑行系统包括至少一个电动马达，电动马达布置在飞行器的主起落架处，且被构造成驱动飞行器的主起落架的至少一个轮旋转。电动马达通常由飞行器的辅助动力单元(APU)提供动力。
因此，配备有这种电动滑行系统的飞行器可以基于电力自主地在地面上移动，即，不使用涡轮喷气发动机或飞行器的涡轮喷气发动机或牵引系统就可以在地面上移动。
在操作期间，电动马达变热并因此需要被冷却。然而，除了驱动飞行器的主起落架轮之外，这种电动马达通常无法足够快地旋转以驱动可产生用于所述电动马达的冷却流的通风轮。
结果，电动马达通过自驱动风扇、即其自身具有马达的风扇来冷却。然而，这在安装有所述电动马达的飞行器的主起落架处产生了空间问题。
此外，飞行器配备有制动系统，该制动系统布置在飞行器的主起落架处并包括被构造成使主起落架的轮减速、然后停止的制动器。
在操作期间，当制动器变热时，需要使制动器冷却下来。为此，制动通风系统安装在主起落架上、安装在轮轴的高度处。
这种通风系统例如在图1中表示，且通常包括在轮辋1的外侧上的风扇4(BCF，“制动冷却风扇”的首字母缩写)，该风扇被构造成当所述制动器2被致动以使主起落架的轮3减速、然后停止时，且还在登机口处的停止阶段期间，吸入由箭头F表示的制动器2的排放气流。因此，只要制动器处于高于300℃的温度，风扇BCF就使得制动器2能够冷却下来。在该阶段期间，吸入的空气的温度可达到170℃。然而，BCF风扇的体积庞大，这会在飞行器的主起落架中导致空间问题。
因此，飞行器的电动滑行系统与制动通风系统分离，且每个系统自身包括风扇，该风扇被构造成产生用于电动滑行系统的电动马达或制动系统的制动器的冷却流。
因此，需要一种将电动滑行马达的冷却和制动器的冷却相结合的系统，同时减小飞行器内这种系统的重量和尺寸。
本发明的目的是提供一种针对这些问题的简单、经济和有效的解决方案，同时避免已知技术的缺点。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种用于结合地冷却飞行器的起落架的电动滑行系统的电动马达和制动系统的制动器的系统和方法。
为此，本发明涉及一种飞行器的起落架，该起落架包括：
-至少一个轮，
-电动滑行系统，该电动滑行系统包括电动马达，所述电动滑行马达能够使所述至少一个轮旋转，以及
-制动系统，该制动系统包括制动器，该制动器能够使所述至少一个轮的旋转减速或停止，
其特征在于，该起落架还包括用于冷却所述电动滑行马达和所述制动器的系统，该系统包括通风装置，该通风装置能够使源自所述制动器的气流和源自所述起落架外部的气流混合，且能够通过所述混合气流对所述电动滑行马达进行通风，所述通风装置包括通风轮和马达，该通风轮被构造成吸入所述混合气流，该马达能够使所述通风轮旋转。
有利地，根据本发明的起落架解决了结合地冷却飞行器的起落架的电动滑行马达以及冷却飞行器的起落架的制动器的问题。
特别地，有利地，根据本发明的冷却系统使得可以执行现有技术的BCF风扇的功能，以通过所述制动器和电动滑行马达之间的公共通风装置来冷却制动器。实际上，通风装置使得能够吸入源自所述制动器的气流，并因此回收源自制动器的高温气流(大约170℃)，这使得制动器能够冷却下来。
此外，有利地，根据本发明的冷却系统使得能够通过源自制动器的气流来将电动滑行马达冷却下来。实际上，通风装置使得源自制动器、处于高温的气流和源自起落架外部、即处于飞行器的着陆/起飞跑道的环境温度的气流之间能够混合，这使得源自所述制动器的气流能够冷却下来，然后使用该气流将电动滑行马达冷却下来。特别地，来自制动器的气流和来自起落架外部的气流的混合使得可以使电动滑行马达的冷却空气的温度均匀化。
有利地，电动滑行系统的使用使得在所述飞行器在地面上移动期间能够减少飞行器的燃料消耗(减少大约4％)。
此外，制动器的冷却系统使得制动器能够通风，这有利地减少了飞行器的停机时间。
飞行器的起落架可以是飞行器的主起落架。
优选地，通风装置包括单个通风轮。
换言之，通风轮被构造成并行地吸入源自制动器的气流和源自起落架外部的气流。
因此，根据本发明的冷却系统仅包括一个通风轮，该通风轮使得通过源自制动器的热气流和源自起落架外部的新鲜气流的混合而能够实现冷却制动器的功能和冷却电动滑行马达的功能。
马达和通风轮形成独立的风扇。这克服了电动滑行马达无法足够快地旋转以驱动飞行器的起落架的轮和能够对电动滑行马达进行冷却的通风轮的事实。
通风装置可包括沿着混合气流的路径定位的至少一个系列的翅片。
有利地，这一系列的翅片使得热量能够沿着混合气流的路径耗散。
优选地，通风装置包括沿着混合气流的路径定位的多个系列的翅片。
该系列的翅片或每个系列的翅片中的翅片可以以交错方式布置。有利地，这避免了边界层的发展，该边界层的发展将中断电动滑行马达和空气之间的热交换。
优选地，源自制动器的气流的流速低于源自起落架外部的气流的流速。
有利地，这使得混合气流的温度可以低于源自制动器的气流的温度，并因此确保基于所述混合气流的电动滑行马达的冷却功能。
此外，这使得能够产生足以对所述制动器进行正确冷却的、源自制动器的气流的流速。
通风系统的通风装置能够使电动滑行马达的上游的气流混合。
通风装置的通风轮可以布置在电动滑行马达的下游。
通风轮可被构造成沿着电动滑行马达吸入混合气流。
通风装置的至少一个系列的翅片可沿着电动滑行马达定位，特别是定位在所述电动滑行马达的上游和下游之间。特别地，翅片可以布置在所述电动滑行马达的上方。
有利地，这一系列的翅片使得能够沿着所述电动滑行马达耗散来自电动滑行马达的热量。
优选地，通风装置包括沿着所述电动滑行马达定位在电动滑行马达的上游和下游之间的多个系列的翅片。
起落架可包括包围制动系统的罩。通风装置可以布置成相对于所述罩具有间隙。
通风装置和罩之间的这种间隙使得能够吸入源自起落架外部的气流。
通风装置和罩之间的间隙可以被成形为使得在混合气流中，源自起落架外部的气流的流速大于源自制动器的气流的流速。
起落架可包括连接到电动滑行马达和至少一个轮的变速箱。
有利地，这使得能够提高轮的旋转速度。
本发明还涉及一种冷却根据本发明的飞行器的起落架的电动马达即所谓的电动滑行马达、电动滑行系统和制动系统的制动器的方法，其特征在于，所述冷却方法包括以下步骤：
-使源自所述制动器的气流和源自所述起落架外部的气流混合，以及
-吸入所述混合气流，以对所述电动滑行马达进行通风。
附图说明
通过阅读以下以非限制性示例的方式做出的描述并参照附图，本发明将被更好的理解，且本发明的其它细节、特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
-图1是如上所述的根据现有技术的飞行器的起落架的一部分的示意性横截面视图，
-图2是根据本发明的飞行器的起落架的示意性横截面视图，以及
-图3是冷却根据本发明的飞行器的起落架的电动滑行系统的电动马达和制动系统的制动器的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的飞行器的起落架10，该起落架包括至少一个轮20、电动滑行系统30和制动系统40。起落架10可以是飞行器的主起落架。
电动滑行系统30包括能够使轮20旋转的电动滑行马达32。特别地，电动滑行马达32可以被构造成仅使轮20旋转。电动滑行马达32可以被直接定位在起落架的轮毂(未示出)上。
电动滑行系统30可以通过变速箱34连接到轮20。变速箱34使得能够增加轮20和电动滑行马达32之间的旋转速度。
制动系统40包括制动器42，制动器42能够使轮20的旋转减速、然后停止。制动器42可以是盘式制动器，例如由碳制成的制动器。
起落架10可以包括多个轮20，这些轮可以通过包括至少一个电动滑行马达32的电动滑行系统30旋转。例如，轮20中的一个或每个轮20可以通过电动滑行马达32旋转。制动系统40可以包括布置在每个轮20上的制动器42。
罩44可布置成至少包围制动系统40。在图2中，罩44以虚线示出并包围轮20和制动系统40。
起落架10还包括用于电动滑行马达32和制动器42的冷却系统50。
冷却系统50包括通风装置52，该通风装置能够使源自制动器42的气流(标记为F1)和源自起落架10外部的气流(标记为F2)混合。
通风装置52能够使电动滑行马达32的上游的气流混合。
在操作中，制动器42变热，使得在制动器42处产生高温气流F1，该高温特别是介于150℃到200℃之间，例如大约170℃。通风装置52被构造成吸入源自制动器42的该热气流F1，从而使制动器冷却。
通风装置52还能够通过混合气流(标记为F3)对电动滑行马达32进行通风。
源自起落架10外部的气流F2处于飞行器的着陆/起飞跑道的环境温度，特别是介于0℃到30℃之间，例如大约15℃。源自起落架10外部的气流F2和源自制动器42的热气流F1的混合使得源自制动器42的气流F1能够冷却下来，并因此使混合气流F3的温度均匀化。然后，这种混合气流F3用于将电动滑行马达32冷却下来，特别是使得电动滑行马达32处于与该电动滑行马达的操作相适应的温度。
通风装置52可以布置成相对于罩44具有间隙(标记为J)。该间隙J使得源自起落架10外部的气流F2能够被吸入。
特别地，通风装置52和罩44之间的间隙J可以被成形为使得在混合气流F3中，源自起落架10外部的气流F2的流速大于源自制动器42的气流F1的流速。换言之，源自制动器42的气流F1的流速小于源自起落架10外部的气流F2的流速，以确保混合气流F3的温度低于源自制动器42的气流F1的温度。
通风装置52可包括通风轮54，该通风轮被构造成吸入混合气流F3。特别地，通风轮54并行地吸入源自制动器42的气流F1和源自起落架10外部的气流F2。
通风轮54可以布置在电动滑行马达32的下游。在这种情况下，通风轮54可被构造成沿着电动滑行马达32吸入混合气流F3。
在此，通风装置52仅包括一个通风轮54，该通风轮用于冷却制动器42和电动滑行马达32。
通风装置52可包括马达56，该马达能够使通风轮54旋转。因此，马达56和通风轮54形成自驱动风扇。特别地，马达56可以布置在电动滑行马达32的端部处。
通风装置52可包括沿着混合气流F3的路径定位的一个或多个系列的翅片58，以去除来自电动滑行马达32的热量。特别地，该系列的翅片或每个系列的翅片58可沿着电动滑行马达32定位，特别是定位在所述电动滑行马达32的上游和下游之间。特别地，该系列的翅片或每个系列的翅片58可以布置在电动滑行马达32的上方。
该系列的翅片或每个系列的翅片58中的翅片可以以交错方式布置。换言之，一系列的翅片58中的翅片不沿着电动滑行马达32对准。
该系列的翅片或每个系列的翅片58中的翅片可以相同，即这些翅片可以具有相同的几何和尺寸特征。可替代地，该系列的翅片或每个系列的翅片58中的翅片可以彼此不同。
该系列的翅片或每个系列的翅片58中的翅片可以通过恒定的间隔纵向地间隔开。可替代地，在同一系列的翅片58中的两个翅片之间的间距，或者在两个系列的翅片58中的翅片之间的间距可以变化。
图3示出了冷却如前所述的起落架10的电动滑行马达32和制动器42的方法中的步骤。
该方法可包括得到源自制动器42的气流F1的步骤和得到源自起落架10外部的气流F2的步骤。
该方法包括使源自制动器42的气流F1和源自起落架10外部的气流F2混合的步骤S10。
该方法还包括吸入混合气流F3以对电动滑行马达32进行通风的步骤S20。
在步骤S10之前，该方法可包括校准罩44和通风装置52之间的间隙J的步骤。
特别地，在校准步骤期间，间隙J可以被校准，使得源自制动器42的气流F1的流速足以提供对所述制动器42的冷却。

Claims (10)

1.一种飞行器的起落架(10)，所述起落架包括：
-至少一个轮(20)，
-电动滑行系统(30)，所述电动滑行系统包括电动滑行马达，所述电动滑行马达(32)能够使所述至少一个轮(20)旋转，以及
-制动系统(40)，所述制动系统包括制动器(42)，所述制动器能够使所述至少一个轮(20)的旋转减速或停止，
其特征在于，所述起落架还包括用于冷却所述电动滑行马达(32)和所述制动器(42)的系统(50)，所述系统包括通风装置(52)，所述通风装置能够使源自所述制动器(42)的气流(F1)和源自所述起落架(10)外部的气流(F2)混合以形成混合气流(F3)，且能够通过所述混合气流(F3)对所述电动滑行马达(32)进行通风，所述通风装置(52)包括通风轮(54)和马达(56)，所述通风轮被构造成吸入所述混合气流(F3)，所述马达能够使所述通风轮(54)旋转。
2.根据权利要求1所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述通风装置(52)包括沿着所述混合气流(F3)的路径定位的至少一个系列的翅片(58)。
3.根据权利要求2所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述至少一个系列的翅片(58)中的翅片以交错方式布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述起落架包括包围所述制动系统(40)的罩(44)，并且其中，所述通风装置(52)布置成相对于所述罩(44)具有间隙(J)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述起落架包括连接到所述电动滑行马达(32)和所述至少一个轮(20)的变速箱(34)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述通风装置(52)包括单个通风轮(54)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述通风装置(52)布置在所述电动滑行马达(32)的下游。
8.根据权利要求2或3所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述至少一个系列的翅片(58)沿着所述电动滑行马达(32)定位。
9.根据权利要求2或3所述的飞行器的起落架(10)，其中，所述至少一个系列的翅片(58)被定位在所述电动滑行马达(32)的上方。
10.一种用于冷却根据权利要求1至9中的任一项所述的飞行器的起落架(10)的电动马达即所谓的电动滑行马达(32)、电动滑行系统(30)和制动系统(40)的制动器(42)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-使源自所述制动器(42)的气流(F1)和源自所述起落架(10)外部的气流(F2)混合(S10)以形成混合气流(F3)，以及
-吸入(S20)所述混合气流(F3)，以对所述电动滑行马达(32)进行通风。
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