JP2013508215A - ボギーストップブロック - Google Patents

Abstract

ボギービームと、航空機に枢動可能に連結されるように構成された第１の端部およびボギービーム（３）に枢動可能に連結された第２の端部を有する着陸装置ストラット（１）と、着陸装置に対するボギービームの枢動を制限するように構成されたストップ（１３）と、を具備する航空機着陸装置アセンブリであり、ストップは、ボギービームが枢動限界に達したときに曲がってたわむことができるように構成された少なくとも１つの細長い部材を備える。
【選択図】 図３

Description

中型から大型の航空機の主着陸装置の典型的な構成は、複数の車軸および車輪対が取り付けられているボギービームに枢動可能に連結された伸縮式衝撃吸収着陸装置ストラットを具備している。通常の運転では、ボギービームが、例えば、離着陸操縦時に着陸装置ストラットに対して回転することが可能になり、場合によっては着陸装置が引っ込められるときに飛行機内への着陸装置の収容を支援することが可能になるように、着陸装置ストラットの底部とボギービームとの間に十分な隙間がある。

しかしながら、特定の状況では、ボギービームは、通常の回転速度よりも高い速度で回転させられることがあり、このことは、ボギービームの慣性とあいまって通常よりも大きい度合いの回転につながり、したがって、ボギービームが実際に着陸装置ストラットにぶつかる可能性がある。ボギービームとストラットがこのように衝突した場合にボギービームまたは着陸装置ストラットへの損傷を防止するために、過回転した場合にストップパッドがボギービームではなく着陸装置ストラットにぶつかるようにボギービーム上に１以上のストップパッドを設け、それによってボギービーム自体への損傷を回避することが知られている。ストップパッドが製造される材料は、ストップパッドと着陸装置ストラットとの間の接触に最小限の損傷または無損傷で通常耐えることができるように選定される。使用されている材料としては、アルミニウムやナイロンなどがある。着陸装置のサイズ、したがって、ボギービームのサイズが増大するにつれて、それに対応して回転するボギービームの慣性も増大し、それにより、ボギービームが過回転した場合にストップパッドによって散逸されなければならないエネルギーの量が増大して、ストップパッドが着陸装置ストラットにぶつかることになる。ストップパッドと着陸装置ストラットとの間の衝撃が一定のエネルギーを上回ると、ストップパッドに損傷を与えてストップパッドの交換が必要となり、より極端な状況では、ボギービームまたは着陸装置ストラット自体を損傷させ得る。ストップパッド自体の寸法がボギービームと着陸装置ストラットとの間の隙間を減少させるので、装着され得るストップパッドのサイズに対する物理的限界があるのは明らかである。

したがって、さらに大きく重いボギービームが過回転するのに伴う、より高いエネルギーを吸収するという対処されるべき問題がある。

本発明の第１の態様によれば、ボギービームと、航空機に枢動可能に連結されるように構成された第１の端部およびボギービームに枢動可能に連結された第２の端部を有する着陸装置ストラットと、着陸装置に対するボギービームの枢動を制限するように構成されたストップ（ストッパとも称する）と、を具備する航空機着陸装置アセンブリであって、ストップが、ボギービームが枢動限界に達したときに曲がってたわむことができるように構成された少なくとも１つの細長い部材を備える、航空機着陸装置アセンブリが提供される。

ボギービームが過回転状態にあるときに曲がる細長い部材を設けることにより、関連するエネルギーが制御された態様で散逸される。

各細長い部材は、たわんだときに弾性的に変形するように構成することができる。このように、細長い態様は、永久変形を受けずにボギービームのエネルギーを吸収し、したがって交換を必要としない。

その代わりに、またはそれに加えて、細長い部材は、たわみを受けて塑性的に変形するように構成することができる。細長い部材が塑性変形すると、弾性変形が起きている場合より多くのエネルギーを吸収することができる。塑性変形は、ボギービームの過回転が起きているという視覚表示を提供することにもなる。

さらに、細長い部材は、たわみが閾値を超えた場合に塑性的に変形するように構成される。一定閾値を上回るエネルギーで塑性の永久変形しか生じない場合、細長い部材の交換は通常は必要ないが、ボギービームが特に高エネルギーの過回転であるという視覚表示は依然として提供される。

本発明のいくつかの実施形態では、ストップはストップブロックをさらに備えることができる。

さらに、ストップブロックは、ボギービーム上に配置され、ボギービームが枢動限界に近付いたときに少なくとも１つの細長い部材と接触するように構成することができる。変形可能な細長い部材に加えてストップロックを設けることにより、ボギービーム自体と変形可能な細長い部材との接触が回避され、それによってボギービーム自体に損傷が起こる機会を最小限に抑える。

さらに、ストップブロックは、ボギービームが着陸装置ストラットに対してさらに枢動するときに細長い部材に対して摺動するように構成することができる。ストップブロックと細長い部材との間の滑り運動を可能にすることにより、さらなるエネルギー散逸を実現することができる。

さらに、ストップブロックは、ストップブロックが細長い部材に対して摺動するときに細長い部材に変化する曲げ力または一定の曲げ力を及ぼすようにプロファイルを構成することができる。このように、細長い部材を変形させるときに散逸されるエネルギーの量は、ボギービームと着陸装置ストラットとの間の相対回転の度合いに対して制御することができる。

ある実施形態では、ストップは、着陸装置ストラットの第１の側に対するボギービーム上に配置される第１のストップブロックと着陸装置ストラットの反対側に対するボギービーム上に配置される第２のストップブロックとを備えることができる。このように、前述した利点は、着陸装置ストラットに対するボギービームの回転方向にかかわらず得られる。

別の代替実施形態では、ストップブロックは、各細長い部材に固定されるとともに、ボギービームが枢動限界に近付くときにボギービームと接触するように構成することができる。したがって、ストップブロックは、普通ならボギービーム自体が細長い部材と接触した場合に起こり得るボギービームへの潜在的損傷を最小限に抑える。

さらに、ストップブロックは、ボギービームが着陸装置ストラットに対してさらに枢動するときにボギービームに対して摺動するように構成することができる。上述したように、ストップブロックがボギービームに対して摺動するとエネルギー吸収能力が増大することになる。

さらに、ストップブロックは、ストップブロックがボギービームに対して摺動するときに細長い部材に変化する曲げ力または一定の曲げ力を及ぼすようにプロファイルを構成することができる。これにより、ボギービームプロファイルの回転度合いに対するエネルギー散逸を制御することが可能になる。

前述した諸実施形態のいずれかに加えて、各細長い部材は、着陸装置ストラットからボギービームの反対側に配置されることができる。言い換えると、着陸装置が着陸または離陸に備えて十分に展開されたときに、細長い部材はボギービームの下側に配置される。

他の実施形態では、細長い部材はブレーキロッドピボットピンを備えることができる。

次に、本発明の諸実施形態について、添付図面を参照しながら単なる例示的な実施例として以下に説明する。

従来技術によるストップブロックを有する着陸装置ストラットおよびボギービームを概略的に示す図である。 ボギービームの過回転が生じているときの図１に示されている着陸装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による着陸装置の構成を概略的に示す図である。 ボギービームの過回転が起きているときの図３による航空機着陸装置アセンブリを概略的に示す図である。 ボギービームの過回転が起きているときの図３による航空機着陸装置アセンブリを概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態によるプロファイルドストップパッドが細長い部材と最初に接触したときの位置状態を概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態によるプロファイルドストップパッドを概略的に示す図である。 本発明の他の実施形態によるプロファイルドストップパッドを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による航空機着陸装置の別の構成を概略的に示す図である。 本発明の別の実施形態による航空機着陸装置アセンブリの別の構成を概略的に示す図である。

図１を参照すると、従来技術として知られる航空機着陸装置アセンブリが概略的に示されている。着陸装置は、第１の上端部で航空機に連結されるように構成され、かつ航空機着陸装置向けの従来の方式で収容または展開されるように作動されるショックアブソーバストラット１を備える。ショックアブソーバストラット１の第２の下端部では、ストラットはボギービーム３に枢動可能に連結される。ショックアブソーバストラット１の下端部の典型的な構成は、ボギービーム３の両側で下方に延びる二又ヨーク５を具備する。ピボットピン７は、ボギービーム３をヨーク５に枢動可能に連結する。ボギービームは一般に、実際の航空機の車輪が固定される２本以上の車輪軸９を具備している。さらに、ストラットのヨーク５の下端と各航空機車輪（図示せず）に付随するブレーキアセンブリとの間に延びる１本または複数本の細長いブレーキロッド１１を設けることも一般的なことである。各ブレーキロッド１１は、典型的には個々に枢動する連結器を用いてストラットヨーク５に枢動可能に連結される。ブレーキロッド１１の機能は、使用中にブレーキアセンブリにかけられたトルクをショックストラットに伝達して、使用中に車軸９またはボギービーム３に対するブレーキアセンブリの望まれない回転を防止することである。ブレーキロッドを設けるのは、こうした望まれない回転を防止する好ましい方法である。

ボギービーム３の上面上にはストップパッド１３が取り付けられる。図１と図２の両方を参照すると、ストップパッド１３は、ボギービームが過回転した場合、図２に示されているようにストップパッドが衝撃吸収ストラット１のヨーク５の内面と接触するようにボギービーム３上に配置され、これによりボギービーム３自体がヨークにぶつからないようにする。ストップパッド１３を作ることができる典型的な材料としては、アルミニウム合金やナイロンなどがある。

図１および図２に示されている従来技術のストップパッドの配置は、ストップパッドが、ボギービームが過回転した場合にボギービームおよび航空機車輪の慣性エネルギーを吸収するように適切な寸法となされている場合にのみ、十分なものとなる。さらに大きく重い着陸装置アセンブリの場合、散逸されるべきエネルギーはそれに対応して大きくなり、したがって、損傷を受けないようにするためにストップパッドのサイズも大きくしなければならない。しかし、ストップパッドの物理的サイズは、ボギービームが通常作動時に所望の量だけ枢動できるようにするために、ストップパッドとショックアブソーバストラットとの間に十分な隙間を設けるという要件によって限定される。

図３は、従来技術のストップパッドに対する代替的アプローチを提供する本発明の一実施形態による可能な着陸装置アセンブリの構成を概略的に示す。ショックアブソーバストラット１、ストラットヨーク５、ボギービーム３、およびブレーキロッド１１の基本的な配置は従来技術のものと同じであるので、改めて詳細には説明しない。図３に示されている本発明の実施形態の着陸装置アセンブリが異なるところは、ブレーキロッドがショックストラットヨークと連結している領域である。図３から分かるように、ショックストラットのヨーク５はボギービーム３の両側に延びており、ヨークの各脚は、図１および２に示されている従来技術の構成と類似した形でビームの下面から突出する。従来技術の構成とは異なり、細長い部材１５がボギービームの下でヨークの脚の間に延びる。細長い部材１５の両端は、図３に示されている特定の構成で例示されるように、トラックロッド１１とストラットヨーク５との枢着部の一部として利用することができるが、このことは本発明の諸実施形態に不可欠ではない。細長い部材１５は、例えば、中空または固体の円筒金属棒とすることができる。図３に示されている本発明の実施形態による着陸装置の特定の構成では、前部および後部のストップパッド１３がボギービームの下面上に付加的に設けられる。しかし、以下でさらに説明するように、前部および後部のストップパッド１３を具備するのは任意である。

図４は、ボギービーム３が過回転した場合の図３の着陸装置の構成を概略的に示す。ストップパッド１３は細長い部材１５と接触して、細長い部材１５は、着陸装置ストラットに対するボギービームの枢動を制限するストップとして効果的に働くことが分かる。この場合、ストップパッドの表面は、細長い部材とパッドとの間の相対的動きがほとんどまたは全くなくなるように、ボギーピボットに向かって位置合せされる。しかしながら、ストップパッド１３を具備するのは、前述したように任意であり、ストップパッド１３が具備されていない実施形態では、ボギービーム自体は細長い部材１５と係合することになり、細長い部材だけがボギービームの回転を制限するように働く。しかしながら、細長い部材１５は、従来技術から知られるストップパッドと類似した形でボギービームの回転エネルギーをすべて吸収するように構成されてはいない。対照的に、細長い部材１５は、ボギービーム、またはオプションのストップパッド１３が細長い部材１５と接触したときにたわみ可能であり、かつ曲がっているように構成される。細長い部材がたわむと、回転するボギービームによって付与された回転および慣性エネルギーをさらに吸収し、それによって、細長い部材１５を普通なら変形が起こらない場合より小さくし、したがって、軽くすることが可能になる。細長い部材は、たわんだときに弾性的に変形するように、すなわち、ボギービームと接触していないときにたわみのない状態に戻るように構成することができる。あるいは、細長い部材は、変形を受けて塑性的に変形するように、すなわち、永久変形するように構成することもできる。細長い部材１５が永久変形すると、細長い部材がより大きなエネルギーを吸収できる可能性が高く、ボギービームの過回転が起きているという視覚表示を提供する可能性も高いが、細長い部材１５での永久変形は促進されるので、細長い部材１５が変形を受けた後で交換が必要になる。本発明のいくつかの実施形態では、細長い部材１５は、最初に変形閾値に達するまで弾性変形を受け、その後で塑性変形を受けるように構成することができる。これにより、細長い部材の交換を必要とせずにエネルギー閾値未満での過回転が起こることが可能になるが、エネルギー閾値未満での過回転が起きたときに、より高いエネルギー値の過回転を首尾よく管理することも可能になる。

図５は、ボギービーム３と細長い部材１５との間の幾何学的な関係を概略的に示し、明瞭にするために、ボギービーム３、ピボットピン７、オプションのストップパッド１３および細長い部材１５だけが図５に示されている。ボギービーム３は、ボギービームがボギービームの垂線に対して、すなわち、ショックアブソーバストラットに対する垂直方向に対して公称角度θをなす過回転位置で示されている。ボギービームの中心ピボット軸線および細長い部材１５の中心軸線は、ヨーク５のショックストラットの寸法とショックストラットヨークに対するボギービームのピボット点および細長い部材の取付け点の相対配置との組合せで決定されることになる距離ｄ_ｓで互いに隔てられる。図５においてｌ_１と表記されている想像線は、ボギービームの長手方向軸線から、すなわち、ボギービームおよびヨークのピボット点から垂直に延びて描くことができる。図５においてｌ_２と表記されている同様の想像線は、ボギービームの長手方向軸線に対して垂直に細長い部材１５の中心軸線を通過して描くことができる。ボギービームが角度θをなしているとき、図５に示されているように、これらの２本の想像線の間にオフセットされた間隙ｄ_ｏがある（すなわち、θが０であるとき、ボギービームがショックアブソーバストラットの長手方向軸線に対して垂直であり、２本の想像線が一致し、かつ離隔距離ｄ_ｏ＝０である）。このオフセットｄ_ｏが存在することにより、ボギービームおよびストラットヨークのピボット軸線の両側に配置される、ボギービーム３の任意の部分、あるいはストップパッド１３などのボギービームに取り付けられた他の要素は、ボギービームが回転するにつれて細長い部材１５に対して円弧状に動き、したがって、細長い部材１５に対して水平運動成分を有する。ボギービームが過回転した場合、細長い部材１５に対する、ボギービームおよびボギービームに取り付けられているストップパッド１３の水平運動成分は、細長い部材１５が変形のために構成されるのを受けるので継続する。というのは、細長い部材の変形によりボギービームの連続的な回転が可能になるからである。したがって、ボギービームまたはストップパッドが細長い部材と接触している間は、細長い部材に対するボギービームまたはストップパッドのいくらかの水平運動があり、すなわち、いくらかの滑り接触がある。したがって、回転するボギービームによって伝えられるさらなるエネルギーが、細長い部材とボギービームまたはストップパッドとの間の摩擦に打ち勝つために必要なエネルギーとして細長い部材の変形段階で散逸され得る。細長い部材とボギービームまたはストップパッドとの間の摩擦係数は、細長い部材、ボギービームおよびストップパッドが製造される材料またはコーティングされる材料を選定することにより制御することができる。

ボギービームまたはストップパッドによる細長い部材１５の曲げは、細長い部材１５と滑り接触しているストップパッドまたはボギービーム断面のプロファイルを変えることにより、さらに制御することができる。本発明の一実施形態によるこれの一例が図６ａに概略的に示されており、ストップパッド１３の下面１７が細長い部材１５との関連で示されている。ストップパッドの残り部分は、明瞭にするために示されていない。図６では、ストップパッド１３は、ストップパッド１３が細長い部材１５と最初に接触したときの位置で示されている。ストップパッド１３の下面１７は凸状に湾曲している。この湾曲の結果、ストップパッド１３が細長い部材１５と最初に接触したときに、ストップパッド１３の中心にわずかな接触面積しかなく、したがって、印加荷重（すなわち、大きなモーメントアーム）に比べて比較的高い曲げモーメント（曲げモーメント＝荷重×モーメントアーム）があり、エネルギー吸収率を増大させる。しかし、ボギービームの回転が増大し、ストップパッドが矢印Ａの方向に水平に動くにつれて、細長い部材１５も曲がり始める。細長い部材１５が曲がるにつれて、細長い部材１５がストップパッドの湾曲に従い始めるので、細長い部材のより大きな部分がストップパッド１３の湾曲した下面１７と接触するようになる。その結果、モーメントアームは減少し、細長い部材における最大曲げ応力は限定される。

プロファイルドストップパッドの別の例が図６ｂに示されている。図６ａと同様に、ストップパッド１３は、ストップパッド１３が細長い部材１５と最初に接触したときの位置で示されている。しかし、この例では、ストップパッド１３の下面１７の曲率は、最初の接触点での曲率ゼロからストップパッドの反対端での凸曲率まで変化する。実際、ストップパッド下面１７の曲率の変化は、ボギービームが回転するにつれてストップパッドが矢印Ａの方向に水平に動くので、すなわち、ストップパッドの下面と細長い部材が相対水平運動の全範囲にわたって互いに従うので、ストップパッド下面１７の曲率の変化が細長い要素１５の曲げの度合いに合致するようなものである。その結果、ストップパッドによって細長い部材に印加される曲げモーメントアームは一定のままである。したがって、細長い部材に印加される曲げモーメントは、ストップパッドの下面を適切にプロファイルを構成することにより所望されるように変化することができることが理解されよう。

本発明の別の実施形態が図７に示されている。この別の実施形態では、以前に説明した諸実施形態の単一の細長い部材１５は、離れた２つの細長い部材１５ａ、１５ｂで置き換えられる。図７に示されている特定の実施形態では、離れた２つの対応するストップパッド１３ａ、１３ｂもまたボギービーム３の下側に設けられるが、以前に説明したように、停止パッッドは好ましいが本発明の本質的な完全体ではないことが理解されよう。図示の構成では、ボギービーム３がショックアブソーバストラット１に対して特定の方向に回転する場合、それぞれの個々の細長い部材１５ａ、１５ｂだけがボギービームまたはストップパッド１３ａ、１３ｂと接触する。これにより、回転方向に関係なくボギービームの回転エネルギーの吸収を増進することが可能になり、特に、着陸装置アセンブリが非対称態様であればそのせいで起こり得るボギービームの回転エネルギーの差異を考慮に入れることが可能になる。

図８に本発明の別の実施形態を開示しており、図７に示されている実施形態と同様に、離れた２つの細長い変更形態１５ａ、１５ｂが設けられている。しかしながら、以前に説明した諸実施形態とは異なり、ストップパッド１９が２つの係合部材１５ａ、１５ｂ上に取り付けられている。細長い部材上にストップパッド１９を取り付けることが、ボギービーム上にストップパッドを取り付けることの代替案となる。これには、ボギービームおよび関連するアセンブリの質量を減らし、したがって、ボギービームが過回転した場合に吸収されるべき慣性エネルギーを減らすという利点がある。これにより、細長い部材１５がより低いエネルギー吸収要件を有することが可能になり、それによって細長い部材１５がさらに軽くなり、かつ／または小さくなる。細長い部材１５ａ、１５ｂにストップパッド１９を取り付けることの別の利点は、両方の細長い部材がボギービームの過回転の方向にかかわらずたわみ力を受けることである。というのは、この力はストップパッド１９を介して伝達されるからである。これにより、それに対応して個々の細長い部材のサイズおよび重量を減少させることが可能となり得る。この構成の別の利点は、細長い部材上にストップパッド１９を取り付けることが簡単に容易になり得ることである。もちろん、単一の細長い部材しか設けられない本発明の実施形態では、ストップパッド１９は、上述した実施形態に類似の利点を提供するために、図８に示されているものと類似した形で単一の細長い部材に依然として取り付けることができる。

先に説明したように、曲がってたわむことができるように構成された細長い部材を具備する航空機着陸装置アセンブリを提供することにより、本発明は、ボギービームの上面上に配置されるより大きなストップパッドを単純に使用することで特定される問題を回避しながら、ボギービームが過回転する間に大きなエネルギーを吸収するという問題に対する解決法を提供する。さらに、曲がってたわむように構成された細長い部材を設けることにより、ボギービームのエネルギーがより制御された態様で散逸されることを可能にし、それによって、突然の衝撃荷重によって着陸装置アセンブリの他の構成要素に引き起こされる損傷の可能性をさらに低減する。

Claims (16)

1. ボギービームと、
   航空機に枢動可能に連結されるように構成された第１の端部、および、前記ボギービームに枢動可能に連結された第２の端部を有する着陸装置ストラットと、
   前記着陸装置ストラットに対する前記ボギービームの枢動を制限するように構成されたストップと
   を具備する航空機着陸装置アセンブリであって、
   前記ストップは、前記ボギービームが枢動限界に達したときに曲がってたわむことができるように構成された少なくとも１つの細長い部材を備える、航空機着陸装置アセンブリ。
2. 前記細長い部材が、たわんだときに弾性的に変形するように構成される、請求項１に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
3. 前記細長い部材が、たわみを受けて塑性的に変形するように構成される、請求項１または２に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
4. 前記細長い部材が、前記たわみが閾値を超えた場合に塑性的に変形するように構成される、請求項４に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
5. 前記ストップがストップブロックをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
6. 前記ストップブロックが、前記ボギービーム上に配置され、前記ボギービームが前記枢動限界に近付いたときに少なくとも１つの細長い部材と接触するように構成される、請求項５に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
7. 前記ストップブロックが、前記ボギービームが前記着陸装置ストラットに対して枢動するときに前記細長い部材に対して摺動するように構成される、請求項６に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
8. 前記ストップブロックは、前記ストップブロックが前記細長い部材に対して摺動するときに前記細長い部材にかかる曲げモーメントを変化させるようにプロファイルが構成される、請求項７に記載の航空機着陸器アセンブリ。
9. 前記ストップブロックは、前記ストップブロックが前記細長い部材に対して摺動するときに前記細長い部材に一定の曲げモーメントを及ぼすようにプロファイルが構成される、請求項７に記載の航空機着陸器アセンブリ。
10. 前記ストップが、前記着陸装置ストラットの第１の側に対する前記ボギービーム上に配置される第１のストップブロックと、前記着陸装置ストラットの反対側に対する前記ボギービーム上に配置される第２のストップブロックとを備える、請求項５〜９のいずれか一項に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
11. 前記ストップブロックが、前記細長い部材に固定されるとともに、前記ボギービームが前記枢動限界に近付くときに前記ボギービームと接触するように構成される、請求項５に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
12. 前記ストップブロックが、前記ボギービームが前記着陸装置ストラットに対してさらに枢動するときに前記ボギービームに対して摺動するように構成される、請求項１１に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
13. 前記ストップブロックが、前記ストップブロックが前記ボギービームに対して摺動するときに前記細長い部材に変化する曲げモーメントを及ぼすようにプロファイルが構成される、請求項１２に記載の航空機着陸器アセンブリ。
14. 前記ストップブロックが、前記ストップブロックが前記ボギービームに対して摺動するときに前記細長い部材に一定の曲げモーメントを及ぼすようにプロファイルが構成される、請求項１２に記載の航空機着陸器アセンブリ。
15. 前記または各細長い部材が、前記着陸装置ストラットから前記ボギービームの反対側に配置される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の航空機着陸装置アセンブリ。
16. 前記細長い部材がブレーキロッドピボットピンを備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の航空機着陸装置アセンブリ。

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