CN116374151A - 一种能够提升舱门开启速度的舱门开启装置 - Google Patents

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Abstract

一种能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，包括舱门，多个鹅颈铰链；其特征在于，在相邻所述鹅颈铰链之间沿所述舱门的安装轴方向连接有连接板，其可提升RAT舱门开启时的响应速度，进而避免与RAT系统的干涉。

Description

一种能够提升舱门开启速度的舱门开启装置
技术领域
本申请涉及一种飞机设备技术领域，尤其是涉及舱门开启装置，特别地涉及冲压空气涡轮舱门开启装置。
背景技术
冲压空气涡轮RAT(Ram Air Turbine)是由高空气流带动的涡轮螺旋桨，在飞机所有发动机失效、高度太高而APU无法重启发动机的时候，它就会打开落下以驱动液压发动机，从而为飞机提供一定的电力(主要是驾驶舱)并为飞机的操纵面提供液压，帮助飞机下降到合适高度以重启发动机。
冲压空气涡轮是飞机应急电力和液压系统的重要组成部分，平时收在飞机机身内侧、机翼内部或者RAT舱门中。当飞机的主发动机停止工作而辅助动力系统(APU)没能正常启动时，RAT系统紧急启动，冲压空气涡轮会自动(或提前手动)弹出，被飞机前方吹来的气流吹动从而带动发动机或者小型液压泵工作，为飞机提供基本的电力供应和基本的液压供应。
然而，由于RAT舱门结构运动设计限制较多，且RAT系统释放速度快，容易引起RAT系统与RAT舱门干涉。具体地，RAT舱门是RAT系统的维护舱门，通过连杆与RAT系统相连，RAT系统在作动器作用下做收放动作时，同时带动RAT舱门实现开关运动。
针对这种协同运动的设计限制较多，例如，包括动静间隙要求：1)舱门运动过程中，将舱门安装于机身的铰链与门框开口的间隙；
2)舱门开启到极限位置，舱门蒙皮与机身蒙皮的间隙；动动间隙要求：1)舱门运动过程中，RAT系统叶片到RAT舱门门体间隙；2)舱门运动过程中，RAT系统本体到RAT舱门铰链的间隙；高速部件间隙要求：RAT叶片旋转包络面与RAT舱门门体间隙。
由于存在上述多种限制，造成在RAT系统释放初期，要求舱门开启转动的效率很高，推动舱门开启的分力很小，导致舱门开门速度慢的问题。加之RAT系统释放初期速度极快，例如约0.08秒，RAT系统叶片与RAT舱门达到最危险的间隙。考虑到上述因素在个别危险工况下，RAT系统的叶片与RAT舱门可能会出现干涉。
在飞机制造领域，对于提升舱门开启速度的措施有多种，通常采用增加作动器、提高控制机构效率等措施来提升舱门开启速度以及增加开闭的稳定性，但是基本没有从舱门结构件本身对于舱门开启速度影响的角度来考虑。
现有的RAT舱门开启装置一般如图1(1)-1(3)所示的，RAT舱门1与飞机机身连接的铰链2往往采用鹅颈式铰链，鹅颈铰链在舱门翻转开启时可以避让机身结构，但是其细长的外形决定铰链的刚度较差，如图2所示，其反映了现有技术中RAT舱门1开启后铰链2轴向变形的状态，其中阴影部分表示鹅颈铰链2沿着舱门侧向变形后的状态，亦即沿着舱门的安装轴方向变形。从这些现有铰链的外形分析，铰链的本身的宽度、铰链的转动位置、铰链之间的连接结构未发现有针对鹅颈铰链轴向刚度的特殊补强的措施，然而通过鹅颈铰链弯曲角度可判断RAT舱门最终开启的角度较小，本领域技术人员可以了解，是通过对此RAT系统与舱门组成的运动机构的运动关系设计而改变转动角度，使得RAT系统快速开启时，尽可能不会对RAT舱门侧向产生较大的力以保证运动不会干涉。然而，现有技术该种设计对RAT系统的布置位置和舱门是单扇还是双扇也有一定要求，并不能广泛地适用于所有RAT舱门开启系统。
发明内容
鉴于现有技术的上述问题，本申请意于提出一种舱门开启装置，其可提升RAT舱门开启时的响应速度，进而避免与RAT系统的干涉。
为此，本申请提出一种能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，包括舱门、固定于所述舱门上的多个鹅颈铰链，所述鹅颈铰链沿所述舱门的安装轴将所述舱门铰接在机身上；在相邻所述鹅颈铰链之间沿所述舱门的安装轴方向连接有连接板。
因此，通过对鹅颈铰链的补强，本申请以非显而易见的角度，从RAT舱门结构件本身来考虑影响其舱门开启速度的因素，即从RAT舱门铰链在安装轴轴向变形的角度来解决RAT舱门与RAT系统干涉问题。
进一步地，所述连接板通过紧固件、粘接、焊接之一或多种连接方式与所述鹅颈铰链相连。以此方式，可以使本申请的措施广泛应用于各类舱门，而无论是单扇、双扇还是多扇舱门。
进一步地，所述连接板通过增材制造或铸造而与所述鹅颈铰链一体化制造。以此方式，可以预先制造包含本申请特征的鹅颈铰链，从而降低制造成本。
进一步地，所述鹅颈铰链包括鹅颈段，所述鹅颈段的侧面设有突片，其上设有连接孔，所述连接板的端部亦设有连接片且相应地设有连接孔。作为本申请的实施例之一，提供一种具体结构的鹅颈铰链补强方式。
进一步地，所述鹅颈段的所述突片的所述连接孔为圆形，所述连接板的所述连接片的所述连接孔为腰形；反之亦然。通过采用圆形孔和腰形孔的形式，可以达到调整连接间距的作用，从而降低对制造精度的要求。
进一步地，所述鹅颈铰链的鹅形段侧面还设有另一突片，以用于与另一所述连接板的所述连接片连接以起到双倍加强作用。作为一种选择实施方式，可以根据需要提供连接两个连接板的加强结构，从而有利于对于各种鹅颈铰链的补强。
进一步地，所述鹅形段的所述突片和所述连接板的所述连接片的相对表面分别制成为齿形表面。通过使突片和连接片相对表面制成为齿形，可以加强克服剪切载荷。
进一步地，所述连接板制成为连续的方框结构。根据此实施方式，可减轻连接板的重量，尽可能减少机身负重。
进一步地，所述连接板的方框结构的侧边具有工字形断面。根据此措施，可以在轻减连接板重量的同时，不降低其强度。
藉由以上各方案，本申请具有以下优点：
非显而易见地以刚度补强的鹅颈铰链来解决提升舱门开启速度的问题，消除快速开启时铰链变形而造成的开启速度减小，从而避免RAT系统与RAT舱门干涉；
采用轴向长度可调的补强连接板与鹅颈铰链连接设计；
通过鹅颈铰链补强，可以使运动过程接近刚度运动，便于运动设计，同时消除其它变形导致的危险。
附图说明
图1(1)-图1(3)分别示意地示出了现有技术中三种类型安装有鹅颈铰链的RAT舱门开启装置，其中箭头所示即为舱门安装轴的方向；
图2是现有技术RAT舱门鹅颈铰链在舱门安装轴方向上的变形示意图；
图3是表示现有的舱门开启装置详细示意图；
图4是本申请能够提升舱门开启速度的舱门开启装置示意图；
图5是图4中局部A的放大示意图；
图6是类似于图4中局部A的另一实施例的放大示意图
图7是本申请能够提升舱门开启速度的舱门开启装置的连接板示意图；
图8是沿图7中方向a-a的连接板断面图。
具体实施方式
如图3所示，该舱门开启装置，尤其是RAT舱门开启装置包括舱门1，沿舱门1纵向、即与由虚线X所示舱门的安装轴一致的方向上固定有多个鹅颈铰链2，在此实施例中为三个。该鹅颈铰链2包括鹅颈段21，该鹅颈段21上设有轴孔211；支座段22，该支座段22固定连接于舱门1；在各鹅颈段21处还设有机身连接座23，该机身连接座固定于机身(图中未示出)，其上包括轴孔231，舱门的安装轴X穿过各鹅颈段21的轴孔211和各机身连接座23的轴孔231，且使得鹅颈段21可相对于相应的机身连接座23而绕舱门的安装轴X枢转一定角度，该角度与舱门开启角度相关。
再如图4所示，根据本申请能提升开启速度的舱门开启装置，在相邻鹅颈铰链2设有连接板3，该连接板3沿着舱门的安装轴X方向连接于相邻鹅颈铰链2之间，藉由该连接板3的设置，可以增加鹅颈铰链2沿舱门1侧向上的强度，以抵御快速开启舱门时鹅颈铰链2在侧向上受到的力，而可以消除鹅颈铰链2在侧向上的变形，从而提升RAT舱门开启的响应速度。该连接板3可以通过紧固件、粘接、焊接等不同连接方式与鹅颈铰链2相连，也可以通过增材制造或铸造而与鹅颈铰链一体化制造，一体化制造可以采用拓扑优化的制造方式。本申请的连接板可设置于单扇或双扇或多扇舱门设置的场合。
图5示出的是图4中局部A的放大示意图，其反映了本申请一种优选实施例。在鹅颈铰链2的鹅颈段21侧面设有突片212，其上设有圆形的连接孔2121，连接板3的端部亦设有连接片31，并且相应地设有连接孔311。由图中可见，连接板3连接片31的连接孔311为腰形孔，当其与鹅颈段21突片212的连接孔2121配合时，可以根据需要调整连接板3的连接位置，以使连接板3可以适用于一定范围内多种间距的相邻鹅颈铰链。当然，亦可将鹅颈突片212的连接孔2121制成为腰形孔，将连接片31的连接孔311制成为圆形孔。
再如图5所示，鹅颈铰链2的鹅形段21侧面可设有另一突片212，以用于与另一连接板3连接，这样可以起到双倍加强作用。
此外，为了提高突片212与连接片31的传载能力，可以将其相对表面分别制成为齿形表面，如图6示意地示出。
如图7和图8所示，图中示出本申请连接板3的示意立体图及断面图，从中可见，为减轻连接板的重量，将其制成为连续的方框结构以减少机身负重，且其侧边具有如工字形断面的加强形状。
藉由本申请的舱门开启装置，以非显而易见的角度从RAT舱门结构件本身来考虑影响其舱门开启速度的因素，即从RAT舱门铰链在安装轴轴向变形角度来解决RAT舱门与RAT系统干涉问题，即通过在相邻鹅颈铰链2沿舱门侧向通过连接板3进行刚度补强，使得在RAT系统与舱门组成的运动机构的运动关系不变的情况下，通过鹅颈铰链侧面刚度补强，使得其舱门开启过程中接近刚度运动，消除鹅颈铰链的侧向变形，从而可以提升舱门开启速度，避免RAT系统与RAT舱门干涉。
除了涉及以上描述和以下所要求的各种教导，还设想具有以上描述和以下要求的特征的不同组合的装置和/或方法。同样，本描述还涉及具有以下要求的从属特征的任何其它可能组合的其它装置和/或方法。
前面的描述已经提出了许多特征和优点，包括各种替代方式以及装置和/或方法的结构和功能的细节。本公开仅意在作为示例性的且同样并不意在为穷尽的。对本领域的技术人员而言，显然可在本发明的原理范围内、在由表达所附权利要求书的术语的宽泛上位含义所指示的最大范围内进行各种改型，尤其是在结构、材料、元件、部件、形状、尺寸和零件的布置方面。在这些各种改型不偏离所附权利要求书精神和范围的程度上，这些改型意在包含于此。

Claims (9)

1.一种能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，包括舱门、固定于所述舱门上的多个鹅颈铰链，所述鹅颈铰链沿所述舱门的安装轴将所述舱门铰接在机身上；其特征在于，在相邻所述鹅颈铰链之间沿所述舱门的安装轴方向连接有连接板。
2.如权利要求1所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述连接板通过紧固件、粘接、焊接之一或多种连接方式与所述鹅颈铰链相连。
3.如权利要求1所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述连接板通过增材制造或铸造而与所述鹅颈铰链一体化制造。
4.如权利要求1所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述鹅颈铰链包括鹅颈段，所述鹅颈段的侧面设有突片，其上设有连接孔，所述连接板的端部亦设有连接片且相应地设有连接孔。
5.如权利要求4所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述鹅颈段的所述突片的所述连接孔为圆形，所述连接板的所述连接片的所述连接孔为腰形；反之亦然。
6.如权利要求4所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述鹅颈铰链的鹅形段的侧面还设有另一突片，以用于与另一所述连接板的所述连接片连接以起到双倍加强作用。
7.如权利要求4所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述鹅形段的所述突片和所述连接板的所述连接片的相对表面分别制成为齿形表面。
8.如权利要求1所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述连接板制成为连续的方框结构。
9.如权利要求8所述的能够提升舱门开启速度的舱门开启装置，其特征在于，所述连接板的方框结构的侧边具有工字形断面。
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