CN112918667A - 直升飞机旋翼机械制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直升飞机旋翼机械制动系统。直升飞机旋翼的机械制动系统包含制动控制杆、制动器罩、制动鼓、制动钳、两个制动蹄、制动杆、与制动杆连接并在动力学上连接到制动蹄的辊、微动开关和将制动控制杆连接到制动杆的布线。的直升飞机的旋翼的机械制动系统装配有：具有微动开关的支架，该支架安装在制动器罩上；安装在制动钳上的辊；制动钳设置有具有复位弹簧的推杆；制动器罩被制成为具有耳轴和槽，辊和推杆在所述槽中；制动钳被制成为在制动鼓与制动蹄接触时能够与制动鼓一起在耳轴上旋转；布线经由加载弹簧的顶端与制动杆关联；并且制动控制杆被制成为能够将其固定在控制面板上，此时制动蹄与制动鼓接合。

Description

直升飞机旋翼机械制动系统

技术领域

本发明涉及航空设备，具体地，涉及直升飞机主旋翼制动系统并且可用在配备有鼓式制动器的直升飞机上。

背景技术

对主旋翼进行制动是在发动机在地面上停止运转之后减少停止主旋翼的时间以及当对直升飞机进行停机或例行维护和安装工作时停止变速器所必需的。

已知一种直升飞机主旋翼制动装置(专利DE 19541193、B64C 27/12，1996)，该装置在驾驶舱内配备有制动控制杆，该制动控制杆通过缆线连接到液压变速器驱动杆，该驱动杆通过油路与控制可枢转地安装在制动钳上的制动蹄的液压缸连接。制动钳连接到支撑杆(摇杆)的自由端，该支撑杆的另一端通过旋转接头连接到主齿轮箱壳体。在支撑杆(摇杆)的自由端下方，复位弹簧和微动开关安装在齿轮箱壳体上。与主齿轮箱的尾轴连接的制动盘被安装在制动蹄之间。

当制动控制杆转到“制动”位置时，控制液压缸致动制动蹄，制动蹄会聚以与旋转的制动盘板接触(接合)。所得的初始摩擦力矩(制动力矩)造成固定在支撑杆的自由端处的制动钳的旋转，安装在齿轮箱壳体上的复位弹簧在支撑杆的作用下被压缩并且微动开关被触发，从而发出主旋翼的制动开始的信号。继续转动制动控制杆将制动转矩增加至所允许的最大值。

制动控制杆朝向其原始位置“解除制动”的反向旋转将释放制动蹄，制动转矩减小至初始值，但复位弹簧继续将微动开关保持在启用状态，并且只有在制动盘完全停止之后才将带有制动钳的支撑臂返回就位并同时断开微动开关，由此发出主旋翼的制动释放的信号。

因此，在根据专利DE 19541193的直升飞机主旋翼制动装置的所考虑的设计中，可以不控制结构的控件或执行元件的移动，而是直接控制制动盘板的状态，即，直升飞机主旋翼的旋转或停止。

用于制动直升飞机旋翼的所考虑的液压机械装置的缺点是由于不同类型的节点(如有必要)的数量为确保它们同时操作而导致的设计复杂度，这使装置在操作中的可靠性降低。

另外，该装置仅适用于盘式制动器。

Mi-6A直升飞机主旋翼制动控制系统是已知的(“Mi-6A直升飞机”，“运输”，1977年，图125，162，https：//armyman.info/books/id-15712.html)，该系统由位于驾驶舱中并通过缆绳连接到制动蹄的制动控制旋钮组成。制动控制旋钮与发动机启动系统互锁，使得只有在变速器完全制动释放时，即，当手柄处于最低位置时，才可以启动。在该位置，放置在手柄上的限位开关闭合发动机启动系统的电气电路。在这种设计中，控制旋钮的位置向飞行员指示主旋翼制动系统的状态。

这种设计的缺点是，关于制动器的制动状态或制动释放状态的信息可能不准确，因为来自控制杆的控制力可能与制动蹄的移动无关，例如，由于从驾驶舱延伸到控制杆、制动蹄的缆链意外断裂，使飞行员在飞行中不能够监视旋翼制动器的状态。

最接近的技术方案是技术操作手册226.52.0000.0000OP(Ka-226T直升飞机，第二册，直升飞机和动力装置，第2部分，动力装置)中描述的作为原型采用的Ka-226T旋翼制动系统的设计。

旋翼(MR)的机械控制系统制动器(制动)由以下组成：制动控制杆，其安装在驾驶舱中的控制面板上，被制成为有可能将其固定在两个极端位置“制动释放”和“制动”；MR制动器，其具有封盖，由轴制成；制动鼓，其与传动轴制动钳关联；两个制动蹄，其与制动钳铰链关联并连接复位弹簧；缓冲垫，其与制动杆关联并与制动蹄在运动学上连接；微动开关，其连接到与制动器罩附接的支架；以及布线，其将所述制动控制杆连接到所述制动杆。

在这种结构中，主旋翼的制动系统由飞行员控制最终控制元件(制动杆)的位置而控制，该制动杆与制动蹄在运动学上连接，并直接管理主旋翼的制动并控制用于制动微动开关的MR的状态，但仅是它们的“制动释放”状态(信号“制动释放”)。

所提出的技术方案消除了所考虑的直升飞机旋翼的机械制动系统设计的明显缺点，并解决了飞行中对它们状况进行监视的问题，从而倘若飞行的所有阶段中出现复杂或紧急的情形，就使直升飞机安全性增强。

发明内容

本发明的目的是通过改进设计并安装用于在飞行中监视在直升飞机飞行的所有阶段的旋翼制动状况的附加装置来创建可靠性提高的直升飞机旋翼制动系统。

技术结果是，倘若起飞前、飞行中和降落后有不可预见的情形下，就提高直升飞机操作的可靠性和使用直升飞机旋翼驱动系统的制动装置的安全性。

实现这种技术结果的原因是，直升飞机主旋翼的机械制动系统包括：制动控制杆(1)，其被安装在驾驶舱中的控制面板(2)上，被制成为能够将其固定在所述控制面板(2)上的两个极端位置；制动器罩(3)被形成为具有耳轴(4)并连接到齿轮箱壳体(5)；制动鼓(6)，其连接到制动传动轴(7)；制动钳(8)；两个制动蹄(9)，其利用铰链(10)连接至所述制动钳(8)并通过复位弹簧(11)彼此连接；制动杆(12)；辊(13)，其与所述制动杆(12)连接并在运动学上与所述制动蹄(9)连接；微动开关(14)，其与固定到所述制动器罩(3)的支架(15)连接；以及柔性布线(16)，其将所述制动控制杆(1)与所述制动杆(12)连接；设有另外的支架(17)和与固定到所述制动器罩(3)的所述支架(17)连接的微动开关(18)；所述辊(13)被安装在所述制动钳(8)上且位于所述铰链(10)之间；所述制动钳(8)设置有另外的推杆(19)，所述另外的推杆(19)通过另外安装的复位弹簧(20)与所述支架(15)连接；所述制动器罩(3)设有弧形槽(21，22)，所述辊(13)和所述推杆(19)分别位于所述弧形槽中；所述制动钳(8)被制成为具有轮毂(23)并与所述耳轴(4)和所述制动鼓(6)同轴地安装，在所述制动鼓(6)与所述制动蹄(9)接触/联接时能够使所述轮毂(23)与所述制动鼓(6)一起相对于所述耳轴(4)旋转；所述弧形槽(22)限制所述推杆(19)的行程，能够致动与所述推杆(19)接触的所述微动开关(18)；所述布线(16)经由另外安装的弹簧加载的顶端(24)与所述制动杆(12)连接；所述制动控制杆(1)被制成为能够将其另外固定在所述控制面板(2)上的中间位置，此时所述制动蹄(9)与所述制动鼓(6)接触/接合，随后所述制动钳(8)在所述耳轴(4)上旋转并且在所述推杆(19)的作用下致动所述微动开关(18)。

在所要求保护的本发明的一个实施方式中，弹簧顶端(24)被制成为动力缸(25)的形式，所述动力缸具有通过铰链(27)连接到制动杆(12)的叉(26)，并且动力缸(25)具有带有活塞(29)的可移动杆(28)，活塞(29)通过压缩弹簧(31)连接到动力缸(25)的端面(30)。

在所要求保护的发明的另一实施方式中，将制动控制杆(1)连接到制动杆(12)的布线(16)被制成为推拉杆的形式，该推拉杆能够传递来自制动控制杆(1)的推动力或拉伸力，该力通过可移动杆(28)和关联的活塞(29)以及压缩弹簧(31)作用在动力缸(25)上。

还考虑了所要求保护的发明的变型，其中，制动控制杆(1)被安装在发动机和主旋翼制动器的一个组合控制面板(32)上，其中，油门杆(33，34)被安装在该组合控制面板上，以控制直升飞机的左右发动机。

附图说明

通过下图解释直升飞机旋翼的机械制动系统的操作：

图1示出了所提出的主旋翼制动系统的示图，该系统具有制动器罩以及被安装在控制面板上的制动控制杆；

图2示出了所提出的旋翼制动器的罩，该罩安装有传动装置和控制装置；

图3示出了与制动鼓和传动轴组装在一起的所提出的制动轴承螺杆的横截面；

图4示出了常见制动鼓和具有制动蹄的制动器罩；

图5示出了带有制动钳、制动蹄、推杆和复位弹簧的整个制动器罩组件；

图6示出了制动器罩的整体图，其中，推杆和制动杆被安装在槽中；

图7示出了远程控制器，该远程控制器具有制动控制杆以及用于将制动控制杆固定在三个位置的狭槽。

图8示出了具有杆、活塞和弹簧的动力缸；

图9示出了用于发动机和主旋翼的制动器的组合控制面板，其中，用于控制主旋翼制动和控制直升飞机的左右发动机的杆安装在该组合控制面板上。

具体实施方式

直升飞机旋翼的机械制动系统由以下组成：制动控制杆1，其被安装在驾驶舱中的控制面板2上；制动器罩3，其被制成为具有耳轴4并连接到齿轮箱壳体5；制动鼓6，其连接到制动传动轴7；制动钳8；两个制动蹄9，其通过铰链10连接到制动钳8并通过复位弹簧11互连；制动杆12；辊13，其连接到制动杆12并在运动学上连接到制动蹄9；微动开关14，其与固定到制动器罩3的支架15连接；柔性布线16，其将制动控制杆1与制动杆12连接；支架17和与固定到制动器罩3的支架17连接的微动开关18；辊13被安装在制动钳8上且位于铰链10之间；推杆19，其连接到制动钳8并通过复位弹簧20连接到支架15；制动器罩3设置有弧形槽21、22，辊13和推杆19分别位于弧形槽21、22中；制动钳8被制成为具有轮毂23并与耳轴4和制动鼓6同轴地安装，在制动鼓6与制动蹄9接触(联接)时能使轮毂23与制动鼓6一起相对于耳轴4旋转；并且槽22限制推杆19的行程，能够致动与挺杆19接触的微动开关18；柔性布线16经由弹簧加载的顶端24与制动杆12连接；并且制动控制杆1被制成为能够另外固定在控制面板2上的中间位置，此时制动垫9与制动鼓6接触(联接)，制动钳8相对于耳轴4旋转并且微动开关18在推杆19的作用下操作。

弹簧顶端24被制成为动力缸25的形式，动力缸25具有通过铰链27与制动杆12连接的叉26，并且在动力缸25中，可移动杆28安装有与其附接的活塞29，活塞29通过压缩弹簧31连接到动力缸25的端面30。

将制动控制杆1连接到制动杆12的布线16被制成为推拉杆的形式，有可能传递来自制动控制杆1的推动力或拉伸力，该推动力或拉伸力通过可移动杆28和关联的活塞29以及压缩弹簧31作用在动力缸25上。

制动控制杆1被安装在发动机和主旋翼制动器的一个组合控制面板32上，其中油门杆33和34被安装在控制面板32上，以控制直升飞机的左右发动机。

当油门杆处于适当位置时：

阻挡主旋翼的制动控制杆从“制动释放”位置到“制动”位置的“空闲”或“自动”移动。

微动开关14和18被安装在附接到制动器罩3的支架15和17上。当主旋翼在飞行和着陆之前完全停止时，微动开关14被设计为指示直升飞机的主旋翼制动器的激活。

微动开关18被设计为直接指示制动力矩的开始，以及当在制动器传动轴7上出现制动力矩时将主旋翼制动器的可能自发激活告知飞行员。

直升飞机旋翼的机械制动系统如下地工作：

因移动(转向)驾驶舱中的控制面板2上的主旋翼的制动器控制杆1而产生主旋翼的制动和制动释放，其中，穿过布线16的弹簧顶端24造成制动杆12的旋转，制动杆12固定到辊13，辊13安装在旋转制动钳8上并在运动学上连接到制动蹄9。

制动控制杆1被制成为有可能将其固定到三个横向槽35、36和37中，三个横向槽35、36和37分别针对制动控制杆1的前、中和后固定位置制成在安装在控制面板2上的锁定板38中。

当制动控制杆1在安装在驾驶舱的顶棚上的控制面板2上背离自身转动时，布线16将推动力通过弹簧顶端24传递到制动杆12并将制动杆12转移到“制动释放”位置。在该位置，制动控制杆1被固定在横向槽35中处于向前位置“制动释放”，并且主旋翼将处于制动释放状态。这触发了微动开关14，微动开关14向飞行员的仪表板生成关于制动主旋翼的可能性的信号。

在主旋翼完全停止并且制动控制杆返回到其原始位置之后，制动转矩消失，制动钳8的推杆19在复位弹簧20的作用下返回到其原始位置，并且微动开关18停止发出关于打开主旋翼的制动器的信号。同时，在复位弹簧11的作用下，制动蹄9与制动鼓6脱离并返回到初始制动释放位置。

当制动控制杆被拉动时，布线16通过弹簧顶端24将拉力传递到制动杆12，并将制动杆12置于制动位置。在该位置处，制动控制杆1被固定到控制面板2上的锁定板38中制成的横向槽36中处于“正常制动”位置，并且主旋翼将处于制动状态。当连接到制动钳8的推杆19旋转时，微动开关18在与制动鼓6接合的摩擦力矩的作用下被触发，从而将关于旋翼的制动开始的信号输出到飞行员的仪表板。

在该位置，通过制动鼓作用在制动传动轴上的制动转矩受到弹簧顶端24作用在制动杆12上的力的限制，有可能是正常制动模式，该模式是由主旋翼的旋转速度和允许打开制动器的制动时间设置的。例如，对于Ka-226T直升飞机，根据转速表，在发动机在地面上关闭之后旋翼停止制动器开启时的主旋翼的可许可速度应该不超过40％，并且主旋翼完全停止之前的时间应该不超过60秒。

如果紧急制动主旋翼是必要的，则制动控制杆从横向槽35中的前固定位置“释放制动”移动到横向槽37中的固定位置“紧急制动”。

在该位置，通过制动鼓作用在制动传动轴上的制动转矩也受到弹簧顶端24作用在制动杆12上的力的限制，但是该力因附加转矩在安装有制动蹄的制动钳上的作用而增大，当它以角度α(图2)从距最右侧位置的限位器39的起始位置转动到直到它停在限位器40处时，在制动杆12上出现该附加转矩，并且安装在旋转制动钳8上的推杆19沿着槽22在制动器罩3中移位直到它停止并且微动开关18被触发(偏移a，图2)。

在主旋翼紧急制动期间，与制动钳8连接的推杆19的转动以及微动开关18的开动(微动开关18在飞行员的仪表板上生成旋翼制动开始的信号)因制动钳8与制动鼓6接合摩擦力矩以及弹簧顶端24作用在制动杆12上的机械应力而发生。在这种情况下，紧急制动模式是可能的，该模式由允许打开制动器的旋转速度以及主旋翼的减少的制动时间设置的。例如，对于Ka-226T直升飞机，根据转速表，主旋翼的紧急制动在地面上启动时的主旋翼的可许可速度应该不超过50％，并且直至主旋翼完全停止的时间应该不超过20秒。

直升飞机旋翼的机械制动系统具有以下设计特征：

1.主旋翼的制动器的制动钳(安装有制动蹄)被制成为具有轮毂，制动器罩被制成为具有耳轴并与齿轮箱壳体连接，其中，所述轮毂制动钳与所述耳轴和制动鼓同轴地安装，在制动鼓与制动蹄接触(联接)时能够与制动鼓一起相对于耳轴旋转。

2.将制动控制杆与制动杆连接的弹簧加载的顶端以动力缸形式制成，动力缸具有叉，叉利用铰链连接到所述制动杆，并且所述动力缸被安装到可移动杆，所述可移动杆附接到通过压缩弹簧与动力缸的端部关联的活塞。

3.将制动控制杆连接到制动杆的布线被制成为推拉杆的形式，推拉杆能够传递来自制动控制杆推动力或拉伸力，该力通过可移动杆和关联的活塞和压缩弹簧作用在动力缸上。

4.制动控制杆被安装在发动机和旋翼制动器的一个组合控制面板上，用于直升飞机的左右发动机的控制杆被安装在该组合控制面板上。

在CATIA P3 V5R17程序(DMU运动学)中创建的EDM(ЭЦМ)(新SBKinema.CATProduct)上测试旋翼制动器的运动学。

Claims (4)

1.一种直升飞机旋翼的机械制动系统，该机械制动系统包含：

制动控制杆(1)，其被安装在驾驶舱中的控制面板(2)上，被制成为能够将其固定在所述控制面板(2)上的两个极端位置；

制动器罩(3)，其被制成为具有耳轴(4)并连接到齿轮箱壳体(5)；

制动鼓(6)，其连接到制动传动轴(7)；

制动钳(8)；

两个制动蹄(9)，其利用铰链(10)安装在所述制动钳(8)上并通过复位弹簧(11)彼此连接；

制动杆(12)；

辊(13)，其与所述制动杆(12)连接并在运动学上与所述制动蹄(9)连接；

微动开关(14)，其与附接到所述制动器罩(3)的支架(15)关联；

布线(16)，其将所述制动控制杆(1)与所述制动杆(12)连接，

其特征在于，

所述机械制动系统具有另外创建的支架(17)和与固定到所述制动器罩(3)的所述另外创建的支架(17)连接的微动开关(18)；

所述辊(13)被安装在所述制动钳(8)上且位于所述铰链(10)之间；

所述制动钳(8)设置有另外安装的推杆(19)，所述另外安装的推杆(19)通过另外安装的复位弹簧(20)与所述支架(15)连接；

在所述制动器罩(3)中制成有弧形槽(21，22)，所述辊(13)和所述推杆(19)分别位于所述弧形槽中；

所述制动钳(8)被制成为具有轮毂(23)并与所述耳轴(4)和所述制动鼓(6)同轴地安装，在所述制动鼓(6)与所述制动蹄(9)接触/联接时能够使所述轮毂(23)与所述制动鼓(6)一起在所述耳轴(4)上旋转；

此外，所述弧形槽(22)限制所述推杆(19)的行程，能够致动与所述推杆(19)接触的所述微动开关(18)；

所述布线(16)经由另外安装的弹簧加载的顶端(24)与所述制动杆(12)连接；并且

所述制动控制杆(1)被制成为能够将其另外固定在所述控制面板(2)上的中间位置，此时所述制动蹄(9)与所述制动鼓(6)接触/接合，所述制动钳(8)在所述耳轴(4)上旋转并且在所述推杆(19)的作用下致动所述微动开关(18)。

2.根据权利要求1所述的直升飞机旋翼的机械制动系统，其特征在于，所述弹簧加载的顶端(24)被制成为动力缸(25)的形式，所述动力缸(25)具有通过铰链(27)连接到所述制动杆(12)的叉(26)，并且在所述动力缸(25)中存在附接有活塞(29)的可移动杆(28)，所述活塞(29)通过压缩弹簧(31)连接到所述动力缸(25)的端面(30)。

3.根据权利要求1所述的直升飞机旋翼的机械制动系统，其特征在于，将所述制动控制杆(1)与所述制动杆(12)连接的所述布线(16)被制成为推拉杆的形式，该推拉杆能够传递来自所述制动控制杆(1)的推动力或拉伸力，该力通过可移动杆(28)和关联的活塞(29)以及压缩弹簧(31)作用在所述动力缸(25)上。

4.根据权利要求1所述的直升飞机主旋翼的机械制动系统，其特征在于，所述制动控制杆(1)被安装在发动机和主旋翼的制动器的一个组合控制面板(32)上，其中，油门杆(33，34)被安装在该组合控制面板上，以控制直升飞机的左右发动机。

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