CN117048820A - 一种磁吸式飞机起落架 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种磁吸式飞机起落架，包括：机体磁吸模块、起落架模块；所述机体磁吸模块设置于飞机机体底部，并与飞机机体底部平行；所述机体磁吸模块包括：磁吸扣A、滑动舱门和控制装置；所述起落架模块包括：磁吸扣B、校准模块和起落架组件；所述机体磁吸模块与所述起落架模块通过所述磁吸扣A与所述磁吸扣B磁性连接；当飞机起飞瞬间所述控制装置控制所述磁吸扣A中电磁线圈断电，使得所述机体磁吸模块与所述起落架模块断开连接；在飞机降落时，所述校准模块通过计算飞机速度、位置和方向，控制所述起落架模块与所述机体磁吸模块保持相对静止。本发明可有效解决传统飞机起落架占用飞机空间与载重、易损坏且维修成本高、能量损耗大、限制飞机其他部件的设计空间等问题。

Description

一种磁吸式飞机起落架

技术领域

本发明涉及航空工程领域，特别是涉及一种磁吸式飞机起落架。

背景技术

飞机起落架是商用客机、货机、军用飞机、通用航空飞机等机型的飞机上一个重要组成部分，用于支持飞机在地面上行驶、起飞和着陆。有固定起落架、收放式起落架、弹射式起落架、悬挂式起落架几种常见类型。

其中，收放式起落架是最常见的起落架系统类型，可以在起飞和降落时收起和伸展。这种起落架系统能够减少飞机在飞行中的阻力，并提高飞机的速度和燃油效率。收放式起落架通常由电动或液压系统驱动，通过操纵装置由机组人员控制操作。

然而，收放式起落架在飞行过程中收缩并安置于机体内，利用率低，同时存在占用飞机空间与载重、易损坏且维修成本高、能量损耗大、限制飞机其他部件的设计空间等问题。采用弹射式起落架结构可以解决以上问题，但该类型起落架仅可以完成飞机的起飞，降落过程仍需要收放式起落架完成。因此，寻找一种新型的、高效可靠、结构简单、减轻飞机载重、空间占用和能量消耗的飞机起落架结构及飞机起落方式，成为当前航空工程领域的研究重点。

发明内容

为解决传统飞机起落架占用飞机空间与载重、易损坏等问题，本发明提供一种磁吸式飞机起落架。

本申请提出了一种磁吸式飞机起落架，包括：机体磁吸模块、起落架模块；机体磁吸模块设置于飞机机体底部，并与飞机机体底部平行；机体磁吸模块包括：磁吸扣A、滑动舱门和控制装置；起落架模块包括：磁吸扣B、校准模块和起落架组件；机体磁吸模块与起落架模块通过磁吸扣A与磁吸扣B磁性连接；当飞机起飞瞬间控制装置控制磁吸扣A中电磁线圈断电，使得机体磁吸模块与起落架模块断开连接；在飞机降落时，校准模块通过计算飞机速度、位置和方向，控制起落架模块与机体磁吸模块保持相对静止。

利用磁吸原理，将飞机机体在起飞、降落过程中与起落架相连接并发挥起落架的功能，飞行过程中实现起落架与机体的分离，具有减轻飞机载重和空间、能源消耗，降低起落架结构对飞机气动性能的影响等优点。

优选的，滑动舱门为对称的双扇滑动门结构，包括：门扇、滑轨；门扇可滑动的安装于滑轨的轨道内，并平行于飞机机体底面；控制装置控制滑动舱门的关闭与打开；磁吸扣A上设有绝缘层的电磁线圈，电磁线圈为圆形平板结构，设置于当滑动舱门闭合时滑动舱门与飞机机体构成的密闭空间中。

优选的，磁吸扣B为具有磁性的金属材料，外形为圆形平板结构，面积略小于磁吸扣A，设置于起落架模块的顶端。

优选的，包括起落架连接杆，起落架连接杆用以连接多组起落架模块；因此，同一架飞机的起落架系统可以由多组起落架模块组成，并通过起落架连接杆约束多组起落架模块的位置关系。

优选的，起落架组件包括轮胎、轮轴、制动器和减震支柱。

优选的，校准模块包括：速度传感装置、压力传感装置、距离探测装置、动力装置、定位装置；

动力装置包括：电池、电机、传动组件和控制组件，配置用于为起落架模块提供动力；

速度传感装置，配置用于测量磁吸扣A与起落架模块的实时速度和加速度；

压力传感装置，配置用于测量轮胎与地面之间的压力；

距离探测装置，配置用于探测磁吸扣A下表面与磁吸扣B上表面之间的距离，具体为：距离探测装置接收到定位装置传输的信号后，探测磁吸扣A下表面与磁吸扣B上表面之间的垂直距离y、磁吸扣A下表面圆心OA与磁吸扣B上表面圆心OB之间的水平距离x。优选的，减震支柱与轮轴固定连接，且减震支柱的中心线与轮轴轴线垂直；轮轴两侧对称设置轮胎，且轮胎与轮轴轴心线在同一水平线。

优选的，控制组件响应于速度传感装置、定位装置、距离探测装置和压力传感装置发出的信号，控制起落架模块的运动状态。

本发明的有益效果是：

一、减轻飞机载重、减少能源消耗，降低原有起落架结构对飞机机体的空间占用，从而缩小飞机其他部件的空间限制；

二、相同型号的飞机可以使用同一组该起落架系统，提高了起落架的使用率，降低飞机整体及起落架系统的制造成本。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本申请的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的机体磁吸模块仰视图；

图2是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的起落架模块的三视图；

图3是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的机体磁吸模块与起落架模块连接时状态飞机整体侧视图。

图中各编号的含义：1、滑轨；2、门扇；3、磁吸扣A；4、机载电源；5、控制装置；A、机体磁吸模块；B、起落架模块；C、校准模块；D、起落架组件；7、距离探测装置；8、速度传感装置；9、定位装置；10、压力传感装置；11、磁吸扣B；12、电池；13、减震支柱；14、轮胎；15、轮轴；16、制动器；17、电机；18、飞机机体；19、起落架连接杆。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本申请的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本申请的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本申请的范围由所附权利要求来限定。

图2是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的起落架模块的三视图、图3是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的机体磁吸模块与起落架模块连接时状态飞机整体侧视图，如图2和图3所示，一种磁吸式飞机起落架，包括：机体磁吸模块A、起落架模块B；机体磁吸模块A设置于飞机机体18底部，并与飞机机体18底部平行；机体磁吸模块A包括：磁吸扣A3、滑动舱门和控制装置5；起落架模块B包括：磁吸扣B11、校准模块C和起落架组件D；机体磁吸模块A与起落架模块B通过磁吸扣A3与磁吸扣B11磁性连接；当飞机起飞瞬间控制装置5控制磁吸扣A3中电磁线圈断电，使得机体磁吸模块A与起落架模块B断开连接；在飞机降落时，校准模块C通过计算飞机速度、位置和方向，控制起落架模块B与机体磁吸模块A保持相对静止。

具体的，起落架组件D包括轮胎14、轮轴15、制动器16和减震支柱13；校准模块C包括：速度传感装置8、压力传感装置10、距离探测装置7、动力装置、定位装置9；动力装置包括：电池12、电机17、传动组件和控制组件，配置用于为起落架模块B提供动力；速度传感装置8，配置用于测量磁吸扣A3与起落架模块B的实时速度和加速度；压力传感装置10，配置用于测量轮胎14与地面之间的压力；距离探测装置7，配置用于探测磁吸扣A3下表面与磁吸扣B11上表面之间的距离。

起落架包括轮胎14、轮轴15、制动器16和减震支柱13；减震支柱13与轮轴15固定连接，且减震支柱13的中心线与轮轴15轴线垂直；轮轴15两侧对称设置轮胎14，且轮胎14与轮轴15轴心线在同一水平线；控制组件响应于速度传感装置8、定位装置9、距离探测装置7和压力传感装置10发出的信号，控制起落架模块B的运动状态。

磁吸扣B11为具有磁性的金属材料，外形为圆形平板结构，面积略小于磁吸扣A3，设置于起落架模块的顶端。

图1是根据本申请实施例的一种磁吸式飞机起落架的机体磁吸模块仰视图，如图2所示，滑动舱门为对称的双扇滑动门结构，包括：门扇2、滑轨1；门扇2可滑动的安装于滑轨1的轨道内，并平行于飞机机体18底面；控制装置5控制滑动舱门的关闭与打开；磁吸扣A3上设有绝缘层的电磁线圈，电磁线圈为圆形平板结构，设置于当滑动舱门闭合时滑动舱门与飞机机体18构成的密闭空间中。

磁吸扣B11为具有磁性的金属材料，外形为圆形平板结构，面积略小于磁吸扣A3，设置于起落架模块B的顶端。

在具体实施时，分为起飞、降落两个主要过程。

飞机起飞前，驾驶员或计算机系统系统通过操纵控制装置5向磁吸扣A3中的电磁线圈通电使其具有磁性，并将滑动舱门打开，起落架模块B通过磁吸扣B11与磁吸扣A3的磁吸力与飞机机体18紧密连接，由飞机发动机提供动力使机体与起落架共同加速，至飞机离地瞬间，由驾驶员或计算机系统操纵机体磁吸模块A中的控制装置5，使磁吸扣A3中的电磁线圈断电从而消除其磁力，实现机体18与起落架模块B的分离，起落架模块B中的压力传感器10检测到轮胎14所受压力为零，立刻将信号传输给制动器16，使制动器16自动转换为制动状态，起落架模块B逐渐减速至静止状态，并由地面牵引车回收运送至下一工作跑道；同时，驾驶员或计算机系统操纵机体磁吸模块A中的控制装置55使滑动舱门关闭；至此完成飞机起飞任务；

飞机降落前，起落架模块B由牵引车运送至飞机降落预定轨道首端附近，由地面人员通过起落架连接杆19将多组起落架模块B连接从而约束位置关系，并将制动器16调整为放松状态，驾驶员或计算机系统通过操纵控制装置5向磁吸扣A33中的电磁线圈通电并将滑动舱门打开；记磁吸扣A3下表面与磁吸扣B11上表面之间的垂直距离临界值为y0，磁吸扣A3下表面圆心OA与磁吸扣B11上表面圆心OB之间的水平距离临界值为x0，x0、y0由地面人员根据飞机各项参数及具体情况提前预设；当距离探测装置7探测到x<x0、y<y0时，起落架模块B的电机17启动，使起落架模块B开始加速，进入滑跑状态；在滑跑过程中，定位装置9实时跟踪磁吸扣A3的具体位置，距离探测装置7实时测量x、y，速度传感装置8实时探测磁吸扣A3与磁吸扣B11的运动速度，并将信号传输至动力装置的控制组件，控制组件对起落架模块B的运动状态进行实时调整，当y＝0且x<ε(ε为吸扣A3与磁吸扣B11接触时x参数允许存在的极小误差，不影响磁吸扣A3与磁吸扣B11的磁吸效果)时，磁吸扣A3与磁吸扣B11精准对接；磁吸扣A3与磁吸扣B11接触瞬间，制动器16自动转换为制动状态，电池12关闭，电机17停转，使得飞机整体进行减速滑行直至静止，此时制动器16自动转换为放松状态；至此完成飞机降落任务。

显然，本领域技术人员在不偏离本申请的精神和范围的情况下可以作出对本申请的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本申请的权利要求及其等同形式的范围内，则本申请还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (10)

1.一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，包括：机体磁吸模块、起落架模块；所述机体磁吸模块设置于飞机机体底部，并与飞机机体底部平行；所述机体磁吸模块包括：磁吸扣A、滑动舱门和控制装置；所述起落架模块包括：磁吸扣B、校准模块和起落架组件；所述机体磁吸模块与所述起落架模块通过所述磁吸扣A与所述磁吸扣B磁性连接；当飞机起飞瞬间所述控制装置控制所述磁吸扣A中电磁线圈断电，使得所述机体磁吸模块与所述起落架模块断开连接；在飞机降落时，所述校准模块通过计算飞机速度、位置和方向，控制所述起落架模块与所述机体磁吸模块保持相对静止。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述滑动舱门为对称的双扇滑动门结构，包括：门扇、滑轨；所述门扇可滑动的安装于所述滑轨的轨道内，并平行于飞机机体底面；所述控制装置控制所述滑动舱门的关闭与打开；所述磁吸扣A上设有绝缘层的电磁线圈，所述电磁线圈为圆形平板结构，设置于当所述滑动舱门闭合时所述滑动舱门与飞机机体构成的密闭空间中。

3.根据权利要求1所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述磁吸扣B为具有磁性的金属材料，外形为圆形平板结构，面积略小于所述磁吸扣A，设置于所述起落架模块的顶端。

4.根据权利要求1所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，还包括起落架连接杆，所述起落架连接杆用以连接多组所述起落架模块。

5.根据权利要求1所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述起落架组件包括轮胎、轮轴、制动器和减震支柱。

6.根据权利要求5所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述校准模块包括：速度传感装置、压力传感装置、距离探测装置、动力装置、定位装置；

所述动力装置包括：电池、电机、传动组件和控制组件，配置用于为所述起落架模块提供动力；

所述速度传感装置，配置用于测量所述磁吸扣A与所述起落架模块的实时速度和加速度；

所述压力传感装置，配置用于测量所述轮胎与地面之间的压力；

所述距离探测装置，配置用于探测所述磁吸扣A下表面与所述磁吸扣B上表面之间的距离。

7.根据权利要求6所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述探测所述磁吸扣A下表面与所述磁吸扣B上表面之间的距离，具体为：所述距离探测装置接收到定位装置传输的信号后，探测所述磁吸扣A下表面与所述磁吸扣B上表面之间的垂直距离y、所述磁吸扣A下表面圆心OA与所述磁吸扣B上表面圆心OB之间的水平距离x。

8.根据权利要求5所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述减震支柱与所述轮轴固定连接，且所述减震支柱的中心线与所述轮轴轴线垂直；所述轮轴两侧对称设置所述轮胎，且所述轮胎与所述轮轴轴心线在同一水平线。

9.根据权利要求7所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述控制组件响应于所述速度传感装置、定位装置、距离探测装置和压力传感装置发出的信号，控制所述起落架模块的运动状态。

10.根据权利要求1所述的一种磁吸式飞机起落架，其特征在于，所述控制装置响应于飞行员指令或计算机指令，控制所述磁吸扣A中电磁线圈通断及所述滑动舱门的关闭与打开。