CN117682062A - 一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型。所述的水陆两栖通用飞机的机翼采用上单翼布置，前、主起落架的布局，采用前三点、可收放式起落架；前起落架安装在机头沿航向向前或向后收起，匹配机头船底外形；主起落架采用高支柱、窄轮距起落架结构形式并布置在水陆两栖通用飞机的机身两侧高于飞机的船底结构水线的位置，主起落架通过锥形收放路径实现收起、放下功能，收上后高于水陆两栖通用飞机的船底结构水线，而且收放路径不破坏整流罩下沿完整性，不降低飞机气动、水动性能。本发明解决水陆两栖通用飞机主起落架布置困难的问题。

Description

一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型

技术领域

本发明属于飞机设计技术领域，具体涉及一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型。

背景技术

起落架是飞机最重要的部件之一，在飞机最关键的起飞和着陆这两个阶段，飞机的安全主要靠起落架的有效工作。

水陆两栖通用飞机与陆上飞机不同，飞机下部为船身结构，为避免影响船身水动外形，机翼多采用上单翼布置，较窄的船身与上单翼布置，给主起的布置增加了很多限制，并且主起落架收上后同样不可影响船身水动外形。传统的陆上飞机主起布置方案不适用于水陆两栖通用飞机。为了不影响船身水动外形，目前的水陆两栖飞机主要将主起落架布置在机翼上，但这需要加强机翼结构，使得飞机机翼重量大幅增加，同时由于起落架过高，为了增加稳定性，也会对起落架进行结构加强设计，从而使得起落架重量增加；该设计也会间接增加机翼重量，最终影响飞机飞行性能。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型。本发明解决水陆两栖通用飞机主起落架布置困难的问题。

本发明的技术方案是：一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型，所述的水陆两栖通用飞机的机翼采用上单翼布置，前、主起落架的布局，采用前三点、可收放式起落架；前起落架安装在机头沿航向向前或向后收起，匹配机头船底外形；主起落架采用高支柱、窄轮距起落架结构形式并布置在水陆两栖通用飞机的机身两侧高于飞机的船底结构水线的位置，主起落架通过锥形收放路径实现收起、放下功能，收上后高于水陆两栖通用飞机的船底结构水线，而且收放路径不破坏整流罩下沿完整性，不降低飞机气动、水动性能。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，前起落架收入位于水陆两栖通用飞机机头的前起舱后，前起舱的底端由经前舱门上位锁、后舱门上位锁锁定的一对前起舱门封闭，以维持机头外形；前起舱门由舱门收放机构驱动开/闭。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，主起支柱通过上、下两个安装点与机身侧部连接，上安装点主要承受航向与垂向载荷，下安装点主要承受航向与侧向载荷。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，主起上安装点与机翼安装接头布置在同一机身框上，考虑重心影响，主起落架布置在翼身连接后梁框上，翼身后梁框飞行过程承受空中惯性载荷，地面主要承受主起落架着陆载荷，一个结构承受不同工况下的集中载荷，提高结构利用效率，减少分开布置加强框产生的额外重量，进而减轻重量。上安装点包含可以转动的转轴结构，转轴与主起支柱的偏心叉形臂连接，主起支柱可以绕上安装点自由转动。上安装点与偏心叉形臂均使主起支柱偏移出机身一段距离，增大主轮距。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，主起落架下安装点为主起支柱放下上锁的下位锁结构，为降低主起支柱航向与侧向载荷，下安装点在船底舭线以上尽量靠下的位置，主起支柱通过锁臂与主起下位锁连接，由于主起下位锁在飞机水线以下，为减小水阻力，主起下位锁尽量贴近机身，主起支柱通过较长的锁臂与下位锁连接。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，水陆两栖通用飞机的机身两侧均布置有主起整流罩，主起整流罩位于船底结构水线以上，主起支柱向后沿圆锥形运动轨迹收起，收上后收藏在高于船底结构水线的主起整流罩内。主起支柱收放路径不破坏主起整流罩下沿完整性，不降低气动与水动性能。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，主起落架上设置有随主起支柱收放运动的主起护板与随动盖板；主起落架收起后，主起整流罩、主起护板、随动盖板构成整体整流外形。其中主起护板与随动盖板是根据主起收放形式进行分割的，主起护板上部为圆形分割，是以主起支柱旋转中心为球心的圆形分割，可有效避免主起支柱收放过程中，主起护板与主起整流罩的出现干涉。主起护板与随动盖板在主起放下状态沿航向方向无弯折面，减少主起放下状态主起护板与随动盖板航向迎风、迎水面积，降低起落架放下状态时气动、水动阻力。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，主起支柱由上至下依次设有偏心叉形臂、与主起支柱的收放机构、锁臂，其中偏心叉形臂不仅可以增加主轮距，还可以优化主起支柱运动轨迹，使其可以在收上位置更贴近机身，主起支柱的收放机构在垂直于主起支柱旋转轴线的平面上运动，与收放机构与主起支柱转动连接，推动主起支柱绕旋转轴线运动。

前述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型中，为减小主起整流罩对飞机气动、水动性能的影响，主起收上应与机身平行，尽量收入机身内部，为此机身布置主起轮舱，锁臂凹槽。

本发明的优点是：本发明的主起落架呈高支柱、窄轮距起落架布置方案，可广泛应用于水陆两栖通用飞机主起落架，本发明兼顾船身气动、水动外形需求的同时通过优化结构布置降低起落架重量，适用于不同重量的水陆两栖通用飞机。

相较国外某型水陆两栖通用飞机的主起落架安装在机翼上的布置方案，本发明主起支柱采用高支柱结构布置在机身两侧的飞机船底结构水线以上，起落架高度比安装在机翼上的布置方案降低三分之一左右，起落架重量可降低约五分之一。

附图说明

图1为水陆两栖飞机水线示意图；

图2为水陆两栖飞机起落架布置示意图；

图3为本发明的前起落架放下/收上状态时的结构示意图；

图4为本发明的主起落架放下状态与机身连接结构示意图；

图5为本发明的主起落架放下/收上状态时的结构示意图；

图6为本发明提供的收放原理示意图；

图7为本发明提供的主起落架收上位置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1。一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型，构成如图1-7所示，所述的水陆两栖通用飞机的机翼采用上单翼布置，前、主起落架的布局，采用前三点、可收放式起落架；前起落架安装在机头沿航向向前或向后收起，匹配机头船底外形；主起落架采用高支柱、窄轮距起落架结构形式并布置在水陆两栖通用飞机的机身两侧高于飞机的船底结构水线的位置，主起落架通过锥形收放路径实现收起、放下功能，收上后高于水陆两栖通用飞机的船底结构水线，而且收放路径不破坏整流罩下沿完整性，不降低飞机气动、水动性能。

前起落架安装在机头下部的前起舱1内，前起落架沿航向向前或向后收起，匹配机头船底外形结构，前起舱1的底端由经前舱门上位锁2、后舱门上位锁3锁定的一对前起舱门5封闭，以维持船底外形；前起舱门5由舱门收放机构4驱动开/闭。

前、主起落架的布局，采用前三点、可收放式起落架。前、主起落架载荷应合理分配，如果前轮载荷太大，飞机起飞不易抬前轮，载荷太小，不利于地面方向操纵。前轮最大静载荷取值范围在8％～18％，主起落架的安装位置在50％～55％MAC(飞机平均气动力弦)之间。由于水陆两栖通用飞机采用上单翼，如果起落架安装于机翼的下翼面，则主起支柱的高度将非常大，结构重量非常大，如果将主起布置在机身下部，会影响飞机的水动性能，因此将主起落架布置于机身两侧水线以上的位置，当起落架收起时，主起落架收在凸出机身两侧的主起整流罩内，主起整流罩整体在飞机水线以上，这样与主起落架安装在机翼相比可大大减少主起支柱的高度。即使如此，水陆两栖通用飞机主起支柱的高度也比陆上飞机高很多，高支柱是本方案起落架布置的主要特征。

主起支柱12通过上、下两个安装点与机身侧部连接，上安装点6主要承受航向与垂向载荷，下安装点7主要承受航向与侧向载荷。主起上安装点6与机翼安装接头11布置在同一机身框上，考虑重心影响，主起落架布置在翼身连接后梁框10上，翼身后梁框飞行过程承受空中惯性载荷，地面主要承受主起落架着陆载荷，一个结构承受不同工况下的集中载荷，提高结构利用效率，减少分开布置加强框产生的额外重量。减轻重量。上安装点6包含可以转动的枢轴8结构，与主起支柱12的偏心叉形臂13连接，枢轴8与上安装点6转动连接，偏心叉形臂13与枢轴8转动连接，使主起支柱12可以绕上安装点6自由转动。主起落架下安装点7为主起支柱12放下上锁的下位锁结构，为降低主起支柱12航向与侧向载荷，下安装点7在船底舭线9以上尽量靠下的位置，主起支柱12通过锁臂14与主起下位锁连接，由于主起下位锁在飞机水线以下，为减小水阻力，主起下位锁尽量贴近机身，主起支柱通过较长的锁臂14与下位锁连接。上安装点6与偏心叉形臂13均使主起支柱12偏移出机身一段距离，增大主轮距。这是为了满足飞机防侧翻能力需求，由于水陆两栖通用飞机与陆上飞机不同，飞机下部为船身结构并采用上单翼布局，使飞机具有机身窄，重心高的特点，而飞机防侧翻的恢复力矩取决于侧翻角的大小，为使飞机具有良好的侧向稳定性，飞机的侧翻角应尽可能小。侧翻角的大小取决于飞机主轮距与飞机重心高度之间的关系。即使通过支架组件与机身连接，水陆两栖通用飞机的主轮距也比陆上飞机窄很多，窄轮距是本方案起落架布置的主要特征。

水陆两栖通用飞机与陆上飞机不同，飞机下部为船身结构，若采用传统的主起落架布置形式将主起收入机腹内，将难以保证船底外形完整性与承载要求，故将高支柱主起支柱通过收放机构，沿航向向后收在凸出机身两侧的主起整流罩15内。虽然将主起整流罩15布置在飞机水线以上，但在飞机水中滑行过程仍会出现水流冲击主起整流罩下沿16的情况，为保证主起整流罩下沿16的完整性以增强抗水流冲击性能，主起采用外伸的锥形运动轨迹，实现收放过程中避开主起整流罩下沿16收放轨迹。其中。主起整流罩下沿高度要在飞机水线以上，不影响船底结构外形，不增加水中滑行阻力。

主起落架上设置有随主起支柱12收放运动的主起护板17与随动盖板18；主起落架收起后，主起整流罩15、主起护板17、随动盖板18构成整体整流外形。其中主起护板17与随动盖板18是根据主起收放形式进行分割的，主起护板17上部为圆形分割，是以主起支柱12旋转中心为球心的圆形分割，可有效避免主起支柱12收放过程中，主起护板17与主起整流罩15的出现干涉。主起护板17与随动盖板18在主起放下状态沿航向方向无弯折面，减少主起放下状态主起护板17与随动盖板18航向迎风、迎水面积，降低起落架放下状态时气动、水动阻力。为减小主起整流罩15对飞机气动、水动性能的影响，主起收上应与机身平行，尽量收入机身内部，为此机身布置主起轮舱20，锁臂凹槽21。

前述的起落架布置技术中，所述的主起落架与机身连接、起落架收放形式，对前、主起落架的布局有影响。由于主起落架沿航向向后收起，主起收上、放下两种状态对飞机重心影响比主起落架侧向收起的飞机大。此外，水陆两栖通用飞机有主起落架放下状态的陆上起飞功能，也有主起落架收上状态的水上起飞功能，需考虑主起落架收上、放下两种状态对飞机重心范围的影响，选择满足水陆两栖通用飞机各种使用工况要求的主起落架安装位置。

Claims (9)

1.一种水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，所述的水陆两栖通用飞机的下部为船底结构，机翼采用上单翼布置，前、主起落架的布局，采用前三点、可收放式起落架；前起落架安装在机头沿航向向前或向后收起，并匹配机头船底外形；主起落架采用高支柱、窄轮距起落架结构形式并布置在水陆两栖通用飞机的机身两侧高于飞机的船底结构水线的位置，主起落架向后收起，收上后高于水陆两栖通用飞机的船底结构水线。

2.根据权利要求1所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，前起落架安装在机头下部的前起舱(1)内，沿航向向前或向后收起，并匹配机头船底外形结构，前起舱(1)的底端由经前舱门上位锁(2)、后舱门上位锁(3)锁定的一对前起舱门(5)封闭，以维持船底外形；前起舱门(5)由舱门收放机构(4)驱动开/闭。

3.根据权利要求1所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，主起落架的主起支柱(12)通过上、下两个安装点与机身侧部连接，上安装点(6)承受航向与垂向载荷，下安装点(7)承受航向与侧向载荷。

4.根据权利要求3所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，主起上安装点(6)与机翼安装接头(11)布置在同一机身框上，考虑重心影响，主起落架布置在翼身连接后梁框(10)上，翼身后梁框飞行过程承受空中惯性载荷，地面承受主起落架着陆载荷；上安装点(6)包括能转动的转轴(8)，转轴(8)与主起支柱(12)的偏心叉形臂(13)连接，主起支柱(12)能绕上安装点(6)自由转动；上安装点(6)与偏心叉形臂(13)均使主起支柱(12)偏移出机身一段距离，增大主轮距。

5.根据权利要求3所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，主起落架下安装点(7)为主起支柱(12)放下上锁的下位锁结构，为降低主起支柱(12)航向与侧向载荷，下安装点(7)在船底舭线(9)以上尽量靠下的位置，主起支柱(12)通过锁臂(14)与主起下位锁连接，由于主起下位锁在飞机水线以下，为减小水阻力，主起下位锁尽量贴近机身，主起支柱通过较长的锁臂(14)与下位锁连接。

6.根据权利要求1所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，水陆两栖通用飞机的机身两侧均布置有主起整流罩(15)，主起整流罩(15)位于船底结构水线以上，主起支柱(12)向后沿圆锥形运动轨迹收起，收上后收藏在高于船底结构水线的主起整流罩(15)内；主起支柱收放路径不破坏主起整流罩下沿(16)完整性，不降低气动与水动性能。

7.根据权利要求6所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，主起落架上设置有随主起支柱(12)收放运动的主起护板(17)与随动盖板(18)；主起落架收起后，主起整流罩(15)、主起护板(17)、随动盖板(18)构成整体整流外形；其中主起护板(17)与随动盖板(18)是根据主起收放形式进行分割的，主起护板(17)上部为圆形分割，是以主起支柱(12)旋转中心为球心的圆形分割，可有效避免主起支柱(12)收放过程中，主起护板(17)与主起整流罩(15)的出现干涉；主起护板(17)与随动盖板(18)在主起放下状态沿航向方向无弯折面，减少主起放下状态主起护板(17)与随动盖板(18)航向迎风、迎水面积，降低起落架放下状态时气动、水动阻力。

8.根据权利要求6所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，主起支柱(12)由上至下依次设有偏心叉形臂(13)、与主起支柱(12)的收放机构(19)、锁臂(14)，其中偏心叉形臂(13)不仅可以增加主轮距，还可以优化主起支柱(12)运动轨迹，使其可以在收上位置更贴近机身，主起支柱(12)的收放机构(19)在垂直于主起支柱(12)旋转轴线的平面上运动，与收放机构(19)与主起支柱(12)转动连接，推动主起支柱(12)绕旋转轴线运动。

9.根据权利要求6所述的水陆两栖通用飞机起落架布置构型，其特征在于，为减小主起整流罩(15)对飞机气动、水动性能的影响，主起收上应与机身平行，尽量收入机身内部，为此机身布置主起轮舱(20)，锁臂凹槽(21)。