CN114180036B - 一种直升机用一体化收放起落架 - Google Patents

一种直升机用一体化收放起落架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直升机用一体化收放起落架，包括机轮、轮胎、扭力臂、一体化缓冲器、电磁换向阀、内置贮油箱的一体化撑杆、应急放气瓶、油箱、电机泵、控制盒和液压管路，其中：一体化缓冲器的上端与机身接头固定，下端通过扭力臂与机轮、轮胎连接，一体化缓冲器通过液压管路与撑杆的内置贮油箱连接；电磁换向阀装在撑杆上，电磁换向阀与油箱、撑杆的内置贮油箱、应急放气瓶连接，电机泵与油箱连接，控制盒与电机泵、电磁换向阀接通；一体化撑杆的外筒端部铰接在一体化缓冲器的外筒侧面上，一体化撑杆的内筒端部铰接在机身的接头上。本发明提出的起落架结构具备体积小，结构紧凑，重量轻，系统可靠性高的突出优点。

Description

一种直升机用一体化收放起落架
技术领域
本发明涉及直升机结构设计领域，具体涉及一种直升机用一体化收放起落架。
背景技术
为提高直升机飞行速度、降低飞行阻力，一般都采用收放式起落架，当直升机着陆前，放下起落架，飞行时收起起落架。收放式起落架在固定翼飞机上发展起来，构型多种多样。
传统收放式尾(前)起落架一般由独立的收放作动筒作为收放执行机构，并由液压驱动，将起落架主体部分向前方位折叠收起，动力源接入全机液压系统。其存在如下局限性：收放空间要求大，收放作动行程长，系统复杂，重量需求大，降低了全机液压系统可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种由电机泵作为动力源的直升机用一体化收放起落架。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种直升机用一体化收放起落架，包括机轮、轮胎、扭力臂、一体化缓冲器、电磁换向阀、内置贮油箱的一体化撑杆、应急放气瓶、油箱、电机泵、控制盒和液压管路，其中：
一体化缓冲器的上端与机身接头固定，下端通过扭力臂与机轮、轮胎连接，一体化缓冲器通过液压管路与撑杆的内置贮油箱连接；电磁换向阀装在撑杆上，电磁换向阀与油箱、撑杆的内置贮油箱、应急放气瓶连接，电机泵与油箱连接，控制盒与电机泵、电磁换向阀接通；一体化撑杆的外筒端部铰接在一体化缓冲器的外筒侧面上，一体化撑杆的内筒端部铰接在机身的接头上。
进一步地，所述扭力臂为两段，其中一段的中部带有弯折，弯折部的内侧铰接在一体化缓冲器的内筒端部，该段的下端安装所述机轮，该段的上端铰接扭力臂的另一段，另一段的端部铰接在一体化缓冲器外筒的侧面。
进一步地，扭力臂与一体化缓冲器的铰接位置A，一体化撑杆与一体化缓冲器的铰接位置B位于一体化缓冲器的异侧，且位置B低于位置A。
进一步地，机上的应急蓄电池、机上电源并联，通过二极管、手动应急开关连接电磁阀，电磁阀用于控制所述应急放气瓶的开关，应急放气瓶上安装有压力表；所述电磁阀经过应急转换阀分别连接电磁换向阀以及贮油箱的小腔。
进一步地，所述贮油箱的大腔通过下位液压锁、调速阀连接一体化缓冲器，一体化缓冲器还通过调速阀、上位液压锁连接所述电磁换向阀；贮油箱的大腔、小腔之间通过活塞分隔。
进一步地，所述电机泵的出口处安装有溢流阀，溢流阀与油箱、电磁换向阀连接。
进一步地，在溢流阀、调速阀与一体化缓冲器之间的管路上、调速阀与一体化缓冲器之间的管路上分别安装压力传感器、压力传感器、压力传感器，这些压力传感器均连接至控制盒。
进一步地，当控制盒收到起落架放下命令时，控制盒向电机泵供电，电机泵产生高压油源；控制盒向电磁换向阀通电，高压油液打开上位液压锁的同时打开下位液压锁进入一体化撑杆的内置贮油箱的小腔，通过贮油箱的大腔排出大流量油液，油液通过调速阀进入一体化缓冲器的放下腔；一体化缓冲器收上腔的油液通过调速阀、上位液压锁和电磁换向阀流出回到油箱，一体化缓冲器活塞杆伸长并通过扭力臂带动机轮和轮胎一起放下，从而实现起落架的放下。
进一步地，当控制盒收到起落架收上命令时，控制盒向电机泵供电，电机泵产生高压油源，控制盒向电磁换向阀通电，高压油液打开上位液压锁的同时打开下位液压锁，油液通过调速阀进入一体化缓冲器收上腔，然后进入贮油箱大腔，推动贮油箱小腔的油液流经电磁换向阀流回油箱，一体化缓冲器活塞杆缩短并通过扭力臂带动机轮和轮胎一起收起，从而实现起落架的收上。
进一步地，当控制盒检测到故障或者控制盒本身故障时，控制盒向起落架收放液压系统的中控计算机反馈故障信号，提示驾驶员手动放；当情况紧急时，驾驶员按下手动应急开关后，机上电源及应急蓄电池并联向电磁阀供电，打开电磁阀，使应急放气瓶中高压气体进入一体化撑杆的内置贮油箱小腔，通过一体化撑杆的内置贮油箱大腔排出大流量油液，高压打开下位液压锁的同时打开上位液压锁，油液通过调速阀进入一体化缓冲器放下腔，通过调速阀、上位液压锁和电磁换向阀流出回到油箱，从而实现起落架应急放下。
与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
本发明提出的起落架结构具备体积小，结构紧凑，重量轻，系统可靠性高的突出优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为起落架收放状态示意图；
图3为本发明的控制结构示意图。
图中标号说明：1机轮，2轮胎，3扭力臂，4一体化缓冲器，5电磁换向阀，6一体化撑杆，7应急放气瓶，8油箱，9电机泵，10控制盒，11液压管路，12贮油箱，13压力表，14电磁阀，15上位液压锁，16调速阀，17调速阀，18手动应急开关，19下位液压锁，20应急转换阀，21溢流阀，22应急蓄电池，23机上电源，24二极管，25压力传感器，26压力传感器，27压力传感器。
具体实施方式
参见附图1，本发明提供了一种直升机用一体化收放起落架，主要包括机轮1、轮胎2、扭力臂3、一体化缓冲器4、电磁换向阀5、内置贮油箱的一体化撑杆6、应急放气瓶7、油箱8、电机泵9、控制盒10、液压管路11，其中：
一体化缓冲器4的上端与机身接头固定，下端通过扭力臂3与机轮1、轮胎2连接，一体化缓冲器4通过液压管路11与撑杆6的内置贮油箱12连接；电磁换向阀5装在撑杆6上，电磁换向阀5与油箱8、撑杆6的内置贮油箱12、应急放气瓶7连接，电机泵9与油箱8连接，控制盒10与电机泵9、电磁换向阀5接通；一体化撑杆6的外筒端部铰接在一体化缓冲器4的外筒侧面上，一体化撑杆6的内筒端部铰接在机身的接头上。
所述扭力臂3为两段，其中一段的中部带有弯折，弯折部的内侧铰接在一体化缓冲器4的内筒端部，该段的下端安装所述机轮1，该段的上端铰接扭力臂的另一段，另一段的端部铰接在一体化缓冲器4外筒的侧面；扭力臂3与一体化缓冲器4的铰接位置A，一体化撑杆6与一体化缓冲器4的铰接位置B位于一体化缓冲器4的异侧，且位置B低于位置A。
参见图2，在本方案中，机上的应急蓄电池22、机上电源23并联，分别通过二极管24、手动应急开关18连接电磁阀14，电磁阀14用于控制所述应急放气瓶7的开关，应急放气瓶7上安装有压力表13；所述电磁阀14经过应急转换阀20分别连接电磁换向阀5以及贮油箱12的小腔。
进一步地，所述贮油箱12的大腔通过下位液压锁19、调速阀16连接一体化缓冲器4，一体化缓冲器4还通过调速阀17、上位液压锁15连接所述电磁换向阀5；贮油箱12的大腔、小腔之间通过活塞分隔。
可选地，所述电机泵9的出口处安装有溢流阀21，溢流阀21与油箱8、电磁换向阀5连接。
可选地，在溢流阀21、调速阀16与一体化缓冲器4之间的管路上、调速阀17与一体化缓冲器4之间的管路上分别安装压力传感器25、压力传感器26、压力传感器27，这些压力传感器均连接至控制盒10。
本发明的工作原理为：
由油箱6、电机泵9提供液压能源，通过电磁阀换向阀5进行换向，实现收上、放下时油液的方向转换，驱动一体化缓冲器4缩回和伸出。在一体化缓冲器4外筒上集成有上位液压锁15、下位液压锁19，保证一体化缓冲器4在起缓冲吸能作用时，缓冲腔内的油液体积不变(不考虑温度和油液压缩影响下)。设置有一体化缓冲器4的贮油箱12，在收上起落架时，将一体化缓冲器4缓冲腔的油液和起落架收放液压系统内的油液隔离并贮存起来；在放下起落架时，贮油箱12贮存的油液回到缓冲腔内，避免了起落架收放液压系统的油液进入缓冲腔改变一体化缓冲器4充填参数。在电机泵9出口处设计有溢流阀21，以防止电机泵9出口压力过高；设置有应急放系统，在主能源系统故障时，启动应急能源，应急转换阀20切换，将起落架放下。收起放下状态见图2，收放原理见图3。
放下过程：
当控制盒10收到起落架放下命令时，控制盒10向电机泵9供电，电机泵9产生高压油源；控制盒10向电磁换向阀5通电，高压油液打开上位液压锁15的同时打开下位液压锁19进入一体化撑杆6的内置贮油箱12的小腔，通过贮油箱12的大腔排出大流量油液，油液通过调速阀16进入一体化缓冲器4的放下腔；一体化缓冲器4收上腔的油液通过调速阀17、上位液压锁15和电磁换向阀5流出回到油箱8，一体化缓冲器4活塞杆伸长并通过扭力臂3带动机轮1和轮胎2一起放下，从而实现起落架的放下。
收上过程：
与放下过程相反。当控制盒10收到起落架收上命令时，控制盒10向电机泵9供电，电机泵9产生高压油源，控制盒10向电磁换向阀5通电，高压油液打开上位液压锁15的同时打开下位液压锁19，油液通过调速阀17进入一体化缓冲器4收上腔，然后进入贮油箱12大腔，推动贮油箱12小腔的油液流经电磁换向阀5流回油箱8，一体化缓冲器4活塞杆缩短并通过扭力臂3带动机轮1和轮胎2一起收起，从而实现起落架的收上。
应急放下过程：
当控制盒10检测到故障或者控制盒10本身故障时，控制盒10向起落架收放液压系统的中控计算机反馈故障信号，提示驾驶员手动放；当情况紧急时，驾驶员按下手动应急开关18后，机上电源23及应急蓄电池22并联向电磁阀14供电，打开电磁阀14，使应急放气瓶7中高压气体进入一体化撑杆6的内置贮油箱12小腔，通过一体化撑杆6的内置贮油箱12大腔排出大流量油液，高压打开下位液压锁19的同时打开上位液压锁15，油液通过调速阀16进入一体化缓冲器4放下腔，通过调速阀17、上位液压锁15和电磁换向阀5流出回到油箱8，从而实现起落架应急放下。
吸能过程：
下位液压锁19与上位液压锁15锁死油液，一体化缓冲器4的缓冲腔形成封闭腔，直升机着陆时，机轮1载荷由轮轴传递至一体化缓冲器4的活塞杆，活塞杆缩回，油液从一体化缓冲器4无杆腔流经节流阀进入有杆腔，节流阀消耗能量，同时气腔体积减小，吸收能量；当一体化缓冲器4伸展时，油液从有杆腔流入到无杆腔，此时，节流阀油孔减小，增大了阻尼力，减缓一体化缓冲器伸展，提高了一体化缓冲器的吸能效率。
以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种直升机用一体化收放起落架，其特征在于，包括机轮(1)、轮胎(2)、扭力臂(3)、一体化缓冲器(4)、电磁换向阀(5)、内置贮油箱的一体化撑杆(6)、应急放气瓶(7)、油箱(8)、电机泵(9)、控制盒(10)和液压管路(11)，其中：
一体化缓冲器(4)的上端与机身接头固定，下端通过扭力臂(3)与机轮(1)、轮胎(2)连接，一体化缓冲器(4)通过液压管路(11)与撑杆(6)的内置贮油箱(12)连接；电磁换向阀(5)装在撑杆(6)上，电磁换向阀(5)与油箱(8)、撑杆(6)的内置贮油箱(12)、应急放气瓶(7)连接，电机泵(9)与油箱(8)连接，控制盒(10)与电机泵(9)、电磁换向阀(5)接通；一体化撑杆(6)的外筒端部铰接在一体化缓冲器(4)的外筒侧面上，一体化撑杆(6)的内筒端部铰接在机身的接头上；
所述扭力臂(3)为两段，其中一段的中部带有弯折，弯折部的内侧铰接在一体化缓冲器(4)的内筒端部，该段的下端安装所述机轮(1)，该段的上端铰接扭力臂的另一段，另一段的端部铰接在一体化缓冲器(4)外筒的侧面；
机上的应急蓄电池(22)、机上电源(23)并联，通过二极管(24)、手动应急开关(18)连接电磁阀(14)，电磁阀(14)用于控制所述应急放气瓶(7)的开关，应急放气瓶(7)上安装有压力表(13)；所述电磁阀(14)经过应急转换阀(20)分别连接电磁换向阀(5)以及贮油箱(12)的小腔；
所述贮油箱(12)的大腔通过下位液压锁(19)、第一调速阀(16)连接一体化缓冲器(4)，一体化缓冲器(4)还通过第二调速阀(17)、上位液压锁(15)连接所述电磁换向阀(5)；贮油箱(12)的大腔、小腔之间通过活塞分隔；
当控制盒(10)收到起落架放下命令时，控制盒(10)向电机泵(9)供电，电机泵(9)产生高压油源；控制盒(10)向电磁换向阀(5)通电，高压油液打开上位液压锁(15)的同时打开下位液压锁(19)进入一体化撑杆(6)的内置贮油箱(12)的小腔，通过贮油箱(12)的大腔排出大流量油液，油液通过第一调速阀(16)进入一体化缓冲器(4)的放下腔；一体化缓冲器(4)收上腔的油液通过第二调速阀(17)、上位液压锁(15)和电磁换向阀(5)流出回到油箱(8)，一体化缓冲器(4)活塞杆伸长并通过扭力臂(3)带动机轮(1)和轮胎(2)一起放下，从而实现起落架的放下。
2.根据权利要求1所述的直升机用一体化收放起落架，其特征在于，扭力臂(3)与一体化缓冲器(4)的铰接位置A，一体化撑杆(6)与一体化缓冲器(4)的铰接位置B位于一体化缓冲器(4)的异侧，且位置B低于位置A。
3.根据权利要求1所述的直升机用一体化收放起落架，其特征在于，所述电机泵(9)的出口处安装有溢流阀(21)，溢流阀(21)与油箱(8)、电磁换向阀(5)连接。
4.根据权利要求3所述的直升机用一体化收放起落架，其特征在于，在溢流阀(21)、第一调速阀(16)与一体化缓冲器(4)之间的管路上、第二调速阀(17)与一体化缓冲器(4)之间的管路上分别安装第一压力传感器(25)、第二压力传感器(26)、第三压力传感器(27)，这些压力传感器均连接至控制盒(10)。
5.根据权利要求1所述的直升机用一体化收放起落架，其特征在于，当控制盒(10)收到起落架收上命令时，控制盒(10)向电机泵(9)供电，电机泵(9)产生高压油源，控制盒(10)向电磁换向阀(5)通电，高压油液打开上位液压锁(15)的同时打开下位液压锁(19)，油液通过第二调速阀(17)进入一体化缓冲器(4)收上腔，然后进入贮油箱(12)大腔，推动贮油箱(12)小腔的油液流经电磁换向阀(5)流回油箱(8)，一体化缓冲器(4)活塞杆缩短并通过扭力臂(3)带动机轮(1)和轮胎(2)一起收起，从而实现起落架的收上。
6.根据权利要求1所述的直升机用一体化收放起落架，其特征在于，当控制盒(10)检测到故障或者控制盒(10)本身故障时，控制盒(10)向起落架收放液压系统的中控计算机反馈故障信号，提示驾驶员手动放；当情况紧急时，驾驶员按下手动应急开关(18)后，机上电源(23)及应急蓄电池(22)并联向电磁阀(14)供电，打开电磁阀(14)，使应急放气瓶(7)中高压气体进入一体化撑杆(6)的内置贮油箱(12)小腔，通过一体化撑杆(6)的内置贮油箱(12)大腔排出大流量油液，高压打开下位液压锁(19)的同时打开上位液压锁(15)，油液通过第一调速阀(16)进入一体化缓冲器(4)放下腔，通过第二调速阀(17)、上位液压锁(15)和电磁换向阀(5)流出回到油箱(8)，从而实现起落架应急放下。
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