CN114261533B - 一种飞机起落架气动载荷模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空试验领域，具体涉及一种飞机起落架气动载荷模拟装置。飞机起落架气动载荷模拟装置包括加载摆缸、安装底座、胀紧套、法兰盘、扭矩传感器、传动轴、轴承支座、加载摇臂，所述方法利用到所述装置。安装底座连接到试验台架上，试验台架与所述装置构成闭合系统，实现加载时所述装置力封闭，试验台架作为该装置支撑结构。本测试装置结构紧凑，安装方便，加载效率高，生产、使用成本低，可应用在铁鸟试验台、起落架结构试验台架以及其他类似的模拟试验台架上，在航空试验行业中有较高的普及价值。

Description

一种飞机起落架气动载荷模拟装置

技术领域

本发明属于航空试验领域，具体涉及一种飞机起落架气动载荷模拟装置。

背景技术

在铁鸟台等试验台架研制过程中，飞机起落架气动载荷模拟装置包含起落架结构气动载荷模拟和舱门气动载荷模拟两部分。起落架气动载荷加载装置往往成为试验台架研制的重要技术难点。飞机起落架气动载荷模拟装置设计包含起落架加载载荷准确模拟、加载系统等机构的空间布置、加载载荷的传递等。同时，由于起落架加载力过大，台架的承力也是必须考虑的关键要素点之一。

飞机飞行中，起落架收放时用于飞机的快速飞行，前、起落架及其舱门在起落架收放过程中气动载荷不仅大而且变化很剧烈。在试验室里，由于试验台架固定不动，前、起落架及其舱门受到的气动载荷需通过气动载荷加载装置进行模拟，是检查起落架性能很重要的一项试验。

目前国内铁鸟台架等试验台架的设计中，起落架加载通常采用直线缸形式进行气动载荷的模拟。直线缸虽然应用广泛，但也存在明显不足。首先，尺寸大，安装不便。直线缸由缸体和活塞缸两部分，伸展是最大尺寸仅为收起时的两倍。由于飞机起落架收放角度大，如果采用直线缸加载，为了连接到起落架结构及舱门上，通常需要复杂的机械机构进行载荷和传递才能够实现气动载荷的模拟通常加载机构的设计成为起落架气动载荷模拟的难点，需要较大的布置空间的同时台架也需要为该机构提供固定点，如果台架无法提供，会将直线缸一端与起落架结构、舱门连接，另一端安装固定在地面上，导致起落架加载载荷不容易封闭在台架内，台架收受到较大外力作用，从而增加了台架设计强度。其次，直线缸加载载荷方向与起落架实际气动载荷方向不一致，导致起落架结构受到一定的分力。直线缸两端采用球轴承支座进行连接，施加力的方向就在两球心连线上，与起落架结构及舱门不垂直。起落架结构及舱门载荷通常采用以相对于起落架收放主转轴扭矩的形式给出，因此，直线缸只有一个有效力，相垂直的另一个分力成为多余力施加到起落架结构和舱门上，增加了起落架结构和舱门承载。同时加大了台架的设计难度。再次，采用直线缸加载，起落架结构和舱门通常采用不同的直线缸加载气动力，增加了装置的采购成本。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种飞机起落架气动载荷模拟装置，包括：

试验台；

安装于试验台的安装底座（2）；

待实验的L型起落架，所述L型起落架具有第一支臂与第二支臂，所述L型起落架通过所述第一支臂固定安装在试验台上；

其中，安装底座（2）上分别固定安装有加载摆缸（1）与轴承支座（7），加载摆缸（1）的输出轴连接有扭矩传感器（5），扭矩传感器（5）连接有传动轴（8），传动轴（8）连接有加载摇臂（10）；

加载摇臂（10）呈L型，其包括摇臂本体（101），抱箍（102）与连接轴（103），摇臂本体（101）的一端具有第一法兰盘，另一端与抱箍（102）配合连接形成夹具，所述夹具夹紧所述L型起落架；

连接轴（103）与第一法兰盘同轴，连接轴（103）与所述L型起落架连接，连接轴（103）相对于所述L型起落架具有轴向的旋转自由度。

优选的是，加载摆缸（1）包括包含摆缸本体（11）、基座（12）、弹簧片（13）、压块（14），基座（12）固定于安装底座（2），基座（12）具有两个支架，弹簧片（13）的一端通过压块（14）固定在所述支架上，另一端通过压块（14）连接摆缸本体（11）。

优选的是，扭矩传感器（5）的两端分别具有第二法兰盘（4）与第三法兰盘（6），第二法兰盘（4）与加载摆缸（1）的输出轴连接，第三法兰盘（6）与传动轴（8）连接。

优选的是，传动轴（8）与加载摇臂（10）通过第四法兰盘（9）连接。

优选的是，第二法兰盘（4）与加载摆缸（1）的输出轴之间还安装有胀紧套（3）。

优选的是，加载摆缸（1）的输出轴、胀紧套（3）、第二法兰盘（4）、第三法兰盘（6）、第四法兰盘（9）、扭矩传感器（5）、轴承支座（7）轴线、传动轴（8）、加载摇臂连接轴（103）的同心度小于1mm。

优选的是，安装底座（2）通过滑轨滑槽配合安装在试验台上，所述滑轨滑槽通过安装于滑槽的螺栓的预紧力控制其滑动与固定。

优选的是，连接轴（103）的末端由试验台限位，所述限位仅保留轴向的位移以及沿轴向旋转的自由度。

本申请的优点包括：本发明一种飞机起落架气动载荷模拟装置，根据力封闭原则，首先确保加载装置与试验台架台体形成闭合系统，使起落架加载载荷封闭在台体上，避免了起落架加载载荷对试验台架受力影响，减小了试验台架受力，降低对基础台架刚度、强度的要求。起落架加载装置可以跟试验台架统一考虑，协同设计，最大程度上降低了不同步设计带来台架改造的风险。采用摆缸进行加载，摆缸尺寸紧凑，易于安装、布置。摆缸直接输出加载扭矩，与起落架加载原始载荷形式一致，载荷加载更为准确。将起落架结构和舱门所受载荷均以扭矩形式折算到起落架收放主转轴上，可减少起落架加载通道数，可显著节约了研制成本。本加载装置，设计灵活，便于实现，在航空行业试验中有很高的普及价值。

附图说明

图1是本申请一优选实施方式的飞机起落架气动载荷模拟装置结构示意图；

图2是本申请加载摆缸的结构示意图；

图3是加载摇臂的结构示意图；

其中，1-加载摆缸、2-安装底座、3-胀紧套、4-第二法兰盘、5-扭矩传感器、6-第三法兰盘、7-轴承支座、8-传动轴、9-第四法兰盘、10-加载摇臂，11-摆缸本体、12基座、13弹簧片、14压块，101-摇臂本体、102-抱箍、103-连接轴。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

请参阅图1、图2、图3。

加载摆缸1统一完成起落架结构及其舱门的气动载荷施加，加载摆缸1包含摆缸本体11、基座12、弹簧片13、压块14四部分。依据起落架最大受载载荷进行加载摆缸1选型。采用带弹簧片的安装支座，可对加载摆缸的位置进行微调，便于加载摆缸的安装。

安装底座2通过螺栓完成加载摆缸1和轴承支座7的安装固定。安装底座2在现场通过焊机形式固定在台架上。安装底座采用钢质材料，需要有足够的强度，以支撑整套加载装置。

胀紧套3用于完成加载摆缸1输出轴与第二法兰盘4的连接。依据加载摆缸1最大载荷进行选型。胀紧套3对中精度高、结构简单、安装拆卸方便、传递扭矩载荷大，应用广泛。

第二法兰盘4完成胀紧套3与扭矩传感器5的连接，采用钢质材料，其设计要满足传递扭矩载荷承载要求。

扭矩传感器5完成加载扭矩载荷测量。依据加载摆缸1最大载荷进行选型，采用两端法兰形式。扭矩传感器实时测量、反馈起落架加载载荷，确保加载载荷精度要求。

第三法兰盘6用于完成扭矩传感器5和传动轴8的连接，其设计要满足传递扭矩载荷承载要求，与传动轴8连接端采用内花键形式。花键连接形式承载能力高、对中性、导向性好、应力集中小。

轴承支座7安装在底座2上，用于支撑、固定传动轴8。

传动轴8采用两端法兰形式，用于传递加载摆缸1的输出扭矩载荷，其设计要满足传递扭矩载荷承载要求。

第四法兰盘9与第三法兰盘6材料、尺寸相同，用于传动轴8和加载摇臂10的连接。

加载摇臂10用于将加载摆缸1输出的加载扭矩施加到起落架结构上，其设计要满足传递扭矩载荷承载要求。通过摇臂本体101和抱箍102两部分与起落架支柱连接，连接轴103内圈与起落架安装销轴连接，外圈与台架安装支座连接。加载摇臂10既用于传递加载扭矩，又用于完成起落架安装固定。

加载摆缸输出轴、胀紧套3、第二法兰盘4，第三法兰盘6，第四法兰盘9、扭矩传感器5、轴承支座7的轴线、传动轴8、加载摇臂连接轴103轴线在同一条直线上

所述装置与起落架结构、台架形成封闭结构，使起落架加载时，加载载荷能够封闭此结构内。

本发明一种飞机起落架气动载荷模拟装置，根据力封闭原则，首先确保加载装置与试验台架台体形成闭合系统，使起落架加载载荷封闭在台体上，避免了起落架加载载荷对试验台架受力影响，减小了试验台架受力，降低对基础台架刚度、强度的要求。起落架加载装置可以跟试验台架统一考虑，协同设计，最大程度上降低了不同步设计带来台架改造的风险。采用摆缸进行加载，摆缸尺寸紧凑，易于安装、布置。摆缸直接输出加载扭矩，与起落架加载原始载荷形式一致，载荷加载更为准确。将起落架结构和舱门所受载荷均以扭矩形式折算到起落架收放主转轴上，可减少起落架加载通道数，可显著节约了研制成本。本加载装置，设计灵活，便于实现，在航空行业试验中有很高的普及价值

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种飞机起落架气动载荷模拟装置，其特征在于，包括：

试验台；

安装于试验台的安装底座（2）；

待实验的L型起落架，所述L型起落架具有第一支臂与第二支臂，所述L型起落架通过所述第一支臂固定安装在试验台上；

其中，安装底座（2）上分别固定安装有加载摆缸（1）与轴承支座（7），加载摆缸（1）的输出轴连接有扭矩传感器（5），扭矩传感器（5）连接有传动轴（8），传动轴（8）连接有加载摇臂（10）；

加载摇臂（10）呈L型，其包括摇臂本体（101），抱箍（102）与连接轴（103），摇臂本体（101）的一端具有第一法兰盘，另一端与抱箍（102）配合连接形成夹具，所述夹具夹紧所述L型起落架；

连接轴（103）与所述第一法兰盘同轴，连接轴（103）与所述L型起落架连接，连接轴（103）相对于所述L型起落架具有轴向的旋转自由度；

连接轴（103）的末端由试验台限位，所述限位仅保留轴向的位移以及沿轴向旋转的自由度；

扭矩传感器（5）的两端分别具有第二法兰盘（4）与第三法兰盘（6），第二法兰盘（4）与加载摆缸（1）的输出轴连接，第三法兰盘（6）与传动轴（8）连接；

第二法兰盘（4）与加载摆缸（1）的输出轴之间还安装有胀紧套（3）；

加载摆缸（1）的输出轴、胀紧套（3）、第二法兰盘（4）、第三法兰盘（6）、第四法兰盘（9）、扭矩传感器（5）、轴承支座（7）的轴线、传动轴（8）、加载摇臂连接轴（103）的同心度小于1mm。

2.如权利要求1所述的飞机起落架气动载荷模拟装置，其特征在于，加载摆缸（1）包括包含摆缸本体（11）、基座（12）、弹簧片（13）、压块（14），基座（12）固定于安装底座（2），基座（12）具有两个支架，弹簧片（13）的一端通过压块（14）固定在所述支架上，另一端通过压块（14）连接摆缸本体（11）。

3.如权利要求1所述的飞机起落架气动载荷模拟装置，其特征在于，传动轴（8）与加载摇臂（10）通过第四法兰盘（9）连接。

4.如权利要求1所述的飞机起落架气动载荷模拟装置，其特征在于，安装底座（2）通过滑轨滑槽配合安装在试验台上，所述滑轨滑槽通过安装于滑槽的螺栓的预紧力控制其滑动与固定。