Hydropneumatický tlumič nárazů, zejména pro přistávací zařízení letadel

Oblast techniky

Technické řešení se týká hydropneumatického tlumiče nárazů, zejména pro přistávací zařízení letadel, u kterého je tlumení a jeho dynamické vlastnosti realizováno škrcením tlumicího média v systému jehla - clona.

Dosavadní stav techniky

Dosud existuje celá řada provedení hydropneumatických podvozkových tlumičů letadel, které jsou důležité jak pro přistávací a vzletový režim, tak i pro pozemní manévry letounu. Obvykle je tlumení kinetické energie realizováno protlačováním kapaliny přes škrticí katarakty různých provedení, které jsou závislé na technických možnostech, zastavěném prostoru, požadované hmotě letadla a jiných technických podmínkách. Významným sledovaným parametrem u podvozků letadel je velikost síly v ose kola při pohlcení kinetické energie přistávajícího letadla, která ovlivňuje pevnostní dimenzování samotného podvozku, ale i dimenzování částí letadla, které souvisejí s uchycením podvozku v drakové části. Dále je sledována funkční spolehlivost a jednoduchost konstrukce, které jsou pak dalšími kritérii pro bezpečný provoz letadla po celou dobu životnosti a tyto faktory nejsou vždy u známých řešení bezezbytku splňovány. Snížení sil v ose kola při pohlcení kinetické energie zejména při přistávacím režimu letadla vede ve svém důsledku ke sníženému namáhání drakové části letadla a tím ke snižování hmotnosti podvozků a návazně ke zvyšování jejich životnosti při plném zachování provozní spolehlivosti.

Jedním ze známých provedení podvozkového tlumiče je tvořen jehlou s několika na sebe navazujícími kuželovými plochami tvořenými tak, aby po dráze tlumení byl vytvořen různý škrticí průřez, který je nutný k vyvolání optimalizovaného tlumicího efektu. Toto provedení je rozšířeno zejména pro svoji relativní jednoduchost s tím, že jehla je prakticky tvořena dvěma až třemi plynule na sebe navazujícími kužely, které jsou však technologicky obtížně vyrobitelné z hlediska požadované přesnosti. Uvedená konstrukce tlumiče pak v konečné podobě nedává plné možnosti k optimalizaci tlumicího efektu z hlediska minimalizace sil při tlumení a to zvláště ve vazbě na optimalizovaný tlumicí efekt v širokém rozsahu klesajících rychlostních fází přistávajícího letadla. K. dosažení optimalizovaných hodnot by bylo potřeba vyššího počtu kuželových ploch vytvořených na jehle tlumiče, což však vyžaduje ještě vyšší nároky na požadovanou přesnost obrábění a broušení spolu s dalšími náročnými technologickými kroky tak, aby byly zachovány průtokové poměry dané plynule proměnným průřezem jehly.

Účelem technického řešení je proto vytvořit takové provedení tlumiče, který by shora uvedené nedostatky odstraňoval a současně by jeho konstrukce umožňovala dosažení optimalizace jeho dynamických vlastností a jeho výroba by nevyžadovala shora popsané vysoké technologické nároky.

Podstata technického řešení

Shora uvedené nedostatky ve velké míře odstraňuje a účel technického řešení splňuje hydropneumatický tlumič nárazů, zejména pro podvozkové skupiny letadel, u kterého je tlumicí efekt tvořen nuceným průchodem tlumicího média podél jehly procházející otvorem clony, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že jehla válcového tvaru je na své válcové ploše opatřena alespoň jednou podélnou drážkou, přičemž velikostí příčného průřezu podélné drážky spolu s velikostí průřezu mezikruží vytvořeném v průchozím otvoru clony je nastavena charakteristika tlumicího účinku.

Výhody provedení tlumiče rázů podle technického řešení spočívají především v jednodušší technologii výroby podélných drážek, která je opakovatelně proveditelná na numericky řízených obráběcích strojích a současně takto provedená jehla spolehlivě plní požadovanou funkci v širokém rozsahu tlumicího efektu v různých režimech a zajišťuje tak snadnou optimalizaci tlumicích vlastností tlumiče v závislosti svislých sil v ose kola na zdvihu tlumiče s konečným

-1 CZ 15895 Ul efektem spočívajícím ve snížení sil v ose kola ve vazbě na zaváděné síly do podvozku a drakových částí letounu. Takto snížené silové rázy v ose kola vedou ke zvýšení životnosti podvozkových skupin i drakových částí letounu a ke snížení hmotnosti podvozkových skupin, což je v oblasti leteckých konstrukcí vysoce sledovaný parametr.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech je znázorněno příkladné provedení hydropneumatického tlumiče rázů podle technického řešení, kde obr. 1 znázorňuje provedení jehly procházející clonou v nárysném pohledu, obr. 2 představuje zvětšený příčný řez A-A jehlou a clonou a obr. 3 znázorňuje v podélném řezu sestavu hlavních konstrukčních prvků tlumiče.

ío Příklad provedení technického řešení

Na obr, 1 je patrné provedení jehly i s podélnou drážkou 2 jehly, které je vytvořeno na povrchu válcové plochy jehly rovnoběžně s podélnou osou o jehly. Na jednom svém konci je jehla I opatřena montážním příchytným prvkem 1.1 pro uchycení v tmu tlumiče a na opačném konci je jehla 1 opatřena dorazovou plochou 1.2 a navlečenou clonou 3.

Obr. 2 představuje v příčném řezu A-A průřez jehlou 1, kde je patrný tvar podélné drážky 2 ajejí uspořádání na válcové ploše jehly I, přičemž příčný průřez podélné drážky 2 jehly je s technologickou výhodou vytvořen ve tvaru trojúhelníku a počet podélných drážek není nijak omezen. Jehla 1 je do otvoru 3.1 clony kluzně vložena tak, že okolo válcové plochy jehly i je vytvořeno mezikruží 3.2 průchozího otvoru clony.

Obr. 3 představuje sestavu tlumiče nárazů, kde je patrný válcový plášť 4 tlumiče s vnitřně umístěným trnem 4.1 tlumiče, na jehož konci přivráceném k pístnici 4.2 tlumiče je připevněna clona 3, která je opatřena otvorem 3.1, do něhož je jehla i kluzně zasunuta. Místo vnitřních ploch otvoru 3.1 clony přivrácených k povrchové válcové ploše jehly i s podélnou drážkou 2 jehly tvoří stěžejní funkční uzel tlumiče spolu s mezikružím 3.2 průchozího otvoru clony, jehož tlumicí efekt lze dopředu nastavit velikostí průřezu podélné drážky 2 jehly a velikostí otvoru 3.1 clony.

Hydrodynamický tlumič podle technického řešení pracuje tak, že při jeho stlačování dochází k řízenému protlačování kapaliny mezi jehlou 1 a clonou 3 průtokovými průřezy, určenému jednak konstantním průřezem mezikruží 3.2 průchozího otvoru 3.1 clony situovaného mezi jehlou 1 a clonou 3 a jednak průřezem podélných drážek 2 jehly. Změna škrticího průřezu, potřebná pro optimalizovaný tlumicí účinek, je vytvářena různou velikostí příčného průřezu podélných drážek 2 jehly.