CN113844643A - 前轮转弯减载机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前轮转弯减载机构，包括：前轮、减震支柱、锁连杆、收放油缸和阻力杆，减震支柱的焦点垂直轴线与前轮的轴线之间形成前轮稳定距，其中位于锁连杆的一侧的是能控制调节长度的锁连杆油缸，前轮转弯减载机构通过调节锁连杆的长度，使得前轮具有两个不同的放下位置。本发明通过调节锁连杆的长度，可令前起落架具有两个不同的放下位置，并且根据前轮转弯系统的工作情况，自动调节前轮稳定距，从而降低前轮转弯驱动载荷，由此既能降低前轮转弯系统驱动和作动元件的整体重量，又能确保前轮转弯系统失效或不工作时的安全及可靠性。

Description

前轮转弯减载机构

技术领域

本发明涉及起落架设计领域，尤其涉及一种前轮转弯减载机构，其能够通过前起落架收放机构的调整来自动调节前轮稳定距。

背景技术

目前绝大部分商用飞机采用的都是前三点式起落架，其通过旋转前起落架轮胎角度控制飞机来完成对地面方向的控制，其中通过前起落架收放机构来完成起落架的收放。然而，目前大部分的前起落架采用双轮或单轮支柱式，其在地面滑行过程中可能会产生摆振。为了避免或减轻摆振，前起落架和轮胎通常会设计有“前轮稳定距”，其中该“前轮稳定距”是指减震支柱焦点垂直轴线与前轮轴线之间的距离。

现代商用飞机的前轮转弯系统通常采用液压驱动，这样在前轮转弯系统工作时，前轮在液压作用下就不会发生摆振；而当飞机前轮转弯系统失效或不工作时，前起落架的稳定距则可以避免或减轻摆振。然而，过大的稳定距设计会增加前轮转弯时的“前轮转弯载荷”，其中该“前轮转弯载荷”约等于稳定距乘以前轮转弯摩擦力。这也就意味着前轮转弯载荷的大小与转弯作动油缸的缸径和杆径直接关联，从而给系统的整体重量带来影响。

针对上述技术问题，目前在本技术领域中有以下几种方案：

比如，现有文献US6064923A，其发明名称为“具有机翼结构减载的飞机”。该现有文献提供出了一种具有机翼结构减载的飞机，其在飞机前端设置有机翼稳定器和控制器，即当驾驶员施加到高程控制表面的转弯指令超过阀值并且飞机垂直加速度的测量超过阀值时，该控制器产生对应于机翼稳定器升力增加的转弯指令。然而，该现有文献的设计思路是针对飞机机翼结构减载，并且转弯指令发生在空，而并非针对地面前轮转弯的减载。

另外，现有文献CN110606192A，其发明名称为“一种飞机前轮转弯控制方法”。该现有文献属于飞机前轮转弯控制技术领域，其包括以下步骤：判断飞机是否处于空中；若飞机处于空中，则将飞机前轮设置在阻尼减摆状态；若飞机未处于空中，则要判断飞机前轮是否处于大角度牵引状态或处于弹射位置，然后在将飞机前轮设置在阻尼减摆状态；否则，将飞机前轮设置在动力转弯状态。然而，该现有文献是用于前轮转弯的模式控制，而并非针对前轮转弯减载。

再者，现有文献CN 101870358，其发明名称为“扭力臂式前轮转弯机构及工作方法”。该现有文献将推拉作动筒用作为作动机构，适用于飞机前起落架操作前轮转弯机构，从而既提高了机构安全寿命，同时又增加了机构转弯力臂。然而，该现有文献针对的是前轮转弯驱动操作，其主张的机构用于驱动飞机前轮转弯，而并非适用于前轮转弯减载工作。

此外，现有文献CN 107782481，其发明名称为“一种双轮支柱式前起落架扭力臂载荷的地面校准方法”。该现有文献涉及前起落架扭力臂载荷的地面校准方法，用于量化确定前起落架在地面试验和飞行试验中的扭力臂受载，以便验证扭力臂结构和强度设计，并为飞机前轮摆振和转弯性能验证与评价提供可靠的输入信息。然而，该现有文献公开实质上是一种适用于前起扭力臂载荷地面校准试验的方法，而并非用于转弯减载的飞机前轮机构。

再比如，现有文献“某型飞机转弯减摆系统改进设计”《液压与气动》2006年第三期。该现有文献针对某型飞机不能转弯的故障现象和特点进行了分析研究，并结合对飞机转弯减摆系统工作原理的分析，发现故障产生的原因在于系统在设计上存在缺陷。然而，显而该现有文献也并非涉及前轮转弯减载等方面。

鉴于上述内容可知，目前在本技术领域中还尚不存在这样一种前轮转弯减载机构，其能够通过前起落架收放机构的调整来自动调节前轮稳定距，以便当前轮转弯系统正常工作时，减少前轮稳定距，从而能够有效地降低前轮转弯过程中的转弯载荷，由此降低前轮转弯作动机构的整体重量，而当前轮转弯系统因失效或不工作而转为被动模式时，则能够自动延长前轮稳定距，从而保证前轮不发生摆振。因此，如何能够设计一种可以满足上述需求的前轮转弯减载机构俨然成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而作，本发明的目的在于提供一种前轮转弯减载机构，其既能降低前轮转弯系统驱动和作动元件的整体重量，同时又能确保前轮转弯系统失效或不工作时的安全性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种前轮转弯减载机构，包括：

前轮、减震支柱、锁连杆、收放油缸和阻力杆，其中，所述减震支柱的焦点垂直轴线与所述前轮的轴线之间形成前轮稳定距，

其特征在于，位于所述锁连杆的一侧的是能控制调节长度的锁连杆油缸，所述前轮转弯减载机构通过所述调节锁连杆的长度，使得所述前轮具有两个不同的放下位置。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，所述锁连杆油缸为单作动油缸。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，所述锁连杆油缸包括缸体、活塞件和偏压件，其中，所述偏压件设置在所述缸体的有杆腔中，用于所述活塞件的退回以及保持位置。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，所述偏压件是蝶形弹簧。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，当前轮转弯系统处于失效或不工作状态时，所述锁连杆的长度缩短，所述前轮稳定距增加，从而确保飞机滑行安全，当前轮转弯系统处于工作状态时，所述锁连杆的长度伸长，所述前轮稳定距减小，从而降低所述前轮的转弯工作载荷。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，所述前轮转弯减载机构的激活时间为建立轮载后的0.5秒至1秒后。

较佳地，在本发明的前轮转弯减载机构中，所述锁连杆因重力和飞机前进的摩擦力而缩短。

鉴于上述内容，相较于现有技术，本发明的前轮转弯减载机构通过调节锁连杆的长度，可令前起落架具有两个不同的放下位置，并且根据前轮转弯系统的工作情况，自动调节前轮稳定距，从而降低前轮转弯驱动载荷，由此既能降低前轮转弯系统驱动和作动元件的整体重量，又能确保前轮转弯系统失效或不工作时的安全及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一较佳实施例。

－图1示意性地示出了现有的前起落转弯收放机构的结构示意图；

－图2示意性地示出了本发明前轮转弯减载机构的一较佳实施例的结构示意图，其中示出了本发明前轮转弯减载机构中的锁连杆中的一侧为可控制调节长度的液压油缸；

－图3A和3B示意性地示出了图2所示本发明前轮转弯减载机构的运动原理示意图，其中图3A示出了本发明前轮转弯系统失效或不工作时的示意图，此时锁连杆是缩短的，而图3B则示出了本发明前轮转弯系统工作时的示意图，此时锁连杆是伸长的；

－图4示意性地示出了图2所示本发明前轮转弯减载机构中位于锁连杆一侧的锁连杆油缸的结构示意图；

－图5示意性地示出了本发明前轮转弯减载机构的前轮转弯减载液压原理示意图。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：

1 前轮转弯减载机构

10 前轮

20 减震支柱

30 锁连杆

301 锁连杆油缸

3001 缸体

3002 活塞件

3003 偏压件

40 收放油缸

50 阻力杆

D 前轮稳定距

F 锁连杆油缸供压口

具体实施方式

为了使得本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更为详细地描述。

对此，首先需要指出的是，在这些实施例的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施例的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施例的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施例到另一种实施例之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

另外，需要说明的是，除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其它元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

如图1所示，图中示出了现有的前起落转弯收放机构的结构示意图。如图所示，该前起落转弯收放机构总地包括前轮10、减震支柱20、锁连杆30、收放油缸40和阻力杆50。其中，减震支柱20的焦点垂直轴线与前轮10的轴线之间的距离就是前轮稳定距D。

下面将结合附图2－5对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明范围做出更为清晰的界定。

图2示意性地示出了本发明前轮转弯减载机构1的一较佳实施例的结构示意图。同现有的前起落转弯收放机构一样，本发明的前轮转弯减载机构1总地包括前轮10、减震支柱20、锁连杆30、收放油缸40和阻力杆50。其中，减震支柱20的焦点垂直轴线与前轮10的轴线之间形成前轮稳定距D。然而，与现有的机构存在本质区别的是，本发明前轮转弯减载机构1中的锁连杆30的一侧为可控制调节长度的锁连杆油缸301。

图3A和3B示意性地示出了本发明前轮转弯减载机构1的运动原理示意图，并且图4示意性地示出了图2所示本发明前轮转弯减载机构中位于锁连杆一侧的锁连杆油缸301的结构示意图。

如图3A、3B和4所示，根据本发明的前轮转弯减载机构1，位于锁连杆30的一侧的锁连杆油缸301为单作动油缸，这也就意味着该锁连杆油缸301为单作用液压伸长，并利用偏压件使油缸伸长或缩短。

如图4所示，该锁连杆油缸301包括缸体3001、活塞件3002和偏压件3003。其中，偏压件3003设置在缸体3001的有杆腔中，用于活塞件3002退回以及保持位置，而缸体3001的无杆腔则通过前轮转弯减载机构1对转弯使能阀压力输出口供压。较佳地，该偏压件3003是蝶形弹簧，但并不仅限于此。

图3A示出了本发明前轮转弯系统失效或不工作时的示意图，此时锁连杆是缩短的，而图3B则示出了本发明前轮转弯系统工作时的示意图，此时锁连杆是伸长的。

如图3A和3B所示，本发明的前轮转弯减载机构1通过调节锁连杆30的长度，可令前起落架具有两个不同的放下位置。当处于图3A所示的放下位置时，此时前轮转弯系统处于失效或不工作状态，锁连杆30的长度缩短，前轮10的位置相对于减震支柱20的焦点垂直轴线是后移的，于是前轮稳定距D增加，由此可以确保飞机滑行安全。而当处于图3B所示的放下位置时，此时前轮转弯系统处于工作状态，锁连杆30的长度伸长，前轮10的位置相对于减震支柱20的焦点垂直轴线是前移的，于是前轮稳定距D减小，由此可以降低前轮10的转弯工作载荷。

根据本发明前轮转弯减载机构1，当前轮转弯系统工作时，转弯使能阀向转弯伺服阀供压，而当前轮转弯系统出现故障或不工作时，转弯使能阀断开压力接回油，从而可以确保当前轮转弯系统工作时，锁连杆30的长度伸长，而当前轮转弯系统失效或不工作时，锁连杆30的长度缩短。使能阀是航空液压阀的一种，一般形式为液压传动开关阀。

另外，当前轮转弯系统失效或不工作时，前起落架以及飞机滑行产生的轮胎摩擦可以主动压缩锁连杆油缸301，同时油缸压力端回油，于是设置在缸体3001的有杆腔中的偏压件3002能够确保锁连杆30的长度缩短，从而使前论稳定距D增加，有利于稳定减小摆振。

接下来，结合图5来描述一下本发明前轮转弯减载机构1的工作原理：

图5示意性地示出了本发明前轮转弯减载机构的前轮转弯减载液压原理示意图。

如图所示，当前轮转弯系统工作，该前轮转弯系统可以给锁连杆油缸供压，锁连杆油缸供压口F连接在前轮转弯使能阀压力输出口之后，转弯伺服阀供压口之前。如图当前轮转弯系统工作时，锁连杆伸长，如图3B所示，此时前轮10的位置相对于减震支柱20的焦点垂直轴线是前移的，于是前轮稳定距D减小，由此可以降低前轮10的转弯工作载荷。

本发明前轮转弯减载机构1的工作原理为：当飞行在空中时，前轮转弯系统不工作，于是锁连杆油缸处于缩短状态。而当起落架放下后，前起落架处于图3A状态直至飞机落地。较佳地，前起落架在建立轮载后0.5秒至1秒后(这由前轮转弯系统设计决定)，前轮转弯系统被激活，锁连杆伸长，从而降低了前轮的转弯工作载荷。

这里值得一提的是，当前轮转弯系统失效或不工作时，重力和飞机前进的摩擦力也有利于辅助锁连杆油缸中的偏压件使锁连杆缩短，从而使得前轮稳定距增加。此时，前轮是可以随意转弯的，在足够的稳定距的条件下，能够有效地确保避免发生前轮摆振等问题，由此确保前轮转弯系统工作的安全及可靠性。

总而言之，相较于现有技术，鉴于上述内容，相较于现有技术，本发明的前轮转弯减载机构通过调节锁连杆的长度，可令前起落架具有两个不同的放下位置，并且根据前轮转弯系统的工作情况，自动调节前轮稳定距，从而降低前轮转弯驱动载荷，由此既能降低前轮转弯系统驱动和作动元件的整体重量，又能确保前轮转弯系统失效或不工作时的安全及可靠性。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本发明并不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，本领域技术人员能够将上述实施例的要素进行合理的组合或者改动，以便在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本发明总的发明概念的精神或范围的前提下作出各种修改。

Claims (7)

1.一种前轮转弯减载机构，包括：

前轮、减震支柱、锁连杆、收放油缸和阻力杆，其中，所述减震支柱的焦点垂直轴线与所述前轮的轴线之间形成前轮稳定距，

其特征在于，位于所述锁连杆的一侧的是能控制调节长度的锁连杆油缸，所述前轮转弯减载机构通过所述调节锁连杆的长度，使得所述前轮具有两个不同的放下位置。

2.如权利要求1所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，所述锁连杆油缸为单作动油缸。

3.如权利要求1或2所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，

所述锁连杆油缸包括缸体、活塞件和偏压件，

其中，所述偏压件设置在所述缸体的有杆腔中，用于所述活塞件的退回以及保持位置。

4.如权利要求3所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，所述偏压件是蝶形弹簧。

5.如权利要求1所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，当前轮转弯系统处于失效或不工作状态时，所述锁连杆的长度缩短，所述前轮稳定距增加，从而确保飞机滑行安全，当前轮转弯系统处于工作状态时，所述锁连杆的长度伸长，所述前轮稳定距减小，从而降低所述前轮的转弯工作载荷。

6.如权利要求1所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，所述前轮转弯减载机构的激活时间为建立轮载后的0.5秒至1秒后。

7.如权利要求1所述的前轮转弯减载机构，其特征在于，所述锁连杆因重力和飞机前进的摩擦力而缩短。

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