JP7027262B2 - 着陸装置機構及び航空機用着陸装置を伸張する方法 - Google Patents

着陸装置機構及び航空機用着陸装置を伸張する方法 Download PDF

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Description

本開示は、航空機着陸装置、特に、着陸装置を伸張するシステム及び方法に関する。
本願は、2017年6月23日出願の「SEMI CANTILEVERED LANDING GEAR ACTUATED BY AN EXTERNAL OIL/NITROGEN SHOCK CARTRIDGE FOR IMPROVED TAKE-OFF」と題する米国仮特許出願第62/524,073号の優先権を主張し、その利益を受けるものである。上記出願は、その全体が全ての目的のために、参照することによりここに包含される。
航空機のピッチ回転は、緩衝支柱の長さで制限される。緩衝支柱は、離陸の際、航空機の初期回転中に航空機の迎え角をより大きくするために延ばす場合がある。
開示される着陸装置機構は、車軸と緩衝支柱の支柱ピストンとの間に連結されるように構成されるレバーと、緩衝支柱とレバーとの間で外部から連結されるように構成される負荷ダンパとを備え、負荷ダンパは、着陸装置機構を通して反作用される接地力の上方における負荷ダンパの伸展力の増加に応答して着陸装置機構の長さを増大させるように構成される。
種々の実施形態では、レバーは、支柱ピストンに対して回転するように構成される。
種々の実施形態では、着陸装置機構は更に、第2リンクに回転可能に連結されるように構成される第1リンクを備え、第1リンクは、負荷ダンパに連結されるように構成され、第2リンクは、レバーに連結されるように構成される。
種々の実施形態では、第1リンクは、第1リンクを緩衝支柱の支柱シリンダに回転可能に連結するように構成される第1取付けポイントと、第1リンクを負荷ダンパに回転可能に連結するように構成される第2取付けポイントと、第1リンクを第2リンクに回転可能に連結するように構成される第3取付けポイントとを備える。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、負荷ダンパシリンダと、負荷ダンパシリンダに作動可能に連結される負荷ダンパピストンとを備える。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、受動的に伸展力をレバーに伝達する。
航空機用の着陸装置機構が開示され、支柱シリンダと支柱ピストンとを有する緩衝支柱を備え、支柱ピストンは、支柱シリンダ内に配置される第1端部と、支柱シリンダから延びる第2端部と、支柱ピストンの第2端部に連結されるレバーと、緩衝支柱とレバーとの間に連結される負荷ダンパとを備え、負荷ダンパは、支柱ピストンの外側に配置され、負荷ダンパは、着陸装置機構を通して反作用される接地力の上方における負荷ダンパの伸展力の増加に応答して着陸装置機構の長さを増大させるように構成される。
種々の実施形態では、レバーは、支柱ピストンに対して回転する。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、負荷ダンパシリンダと、負荷ダンパシリンダに作動可能に連結される負荷ダンパピストンとを備える。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、受動的に伸展力をレバーに伝達する。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、支柱ピストンに機械的に連結される。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、支柱シリンダに機械的に連結される。
種々の実施形態では、着陸装置機構は更に、第1リンクと、第1リンクに回転可能に連結される第2リンクとを備え、第1リンクは負荷ダンパに連結され、第2リンクはレバーに連結される。
種々の実施形態では、第1リンクは、第1リンクを支柱シリンダに回転可能に連結する第1取付けポイントと、
第1リンクを負荷ダンパに回転可能に連結する第2取付けポイントと、第1リンクを第2リンクに回転可能に連結する第3取付けポイントとを備える。
種々の実施形態では、着陸装置機構は更に、レバーに装着される車軸を備える。
種々の実施形態では、レバーは、負荷ダンパの伸張に応答して第2端部から離隔するように回転する。
種々の実施形態では、レバーは、負荷ダンパの圧縮に応答して第2端部に係合する。
航空機の着陸装置を伸張する方法が開示され、揚力を発生し、揚力に応答して接地力を減少し、接地力の減少に応答して負荷ダンパを伸張し、伸張される負荷ダンパに応答して着陸装置を伸張することを含み、この負荷ダンパは着陸装置の外側に配置される。
種々の実施形態では、方法は更に、伸張される負荷ダンパに応答してレバーを回転することを含む。
種々の実施形態では、負荷ダンパは、負荷ダンパの伸展力の下方における接地力の減少に応答して伸張する。
上述の特徴及び要素は、他に明示的にここに指示してない限り、非排他的に種々の組み合わせに、組み合わせてもよい。これ等の特徴及び要素並びに開示した実施形態の作用は、以下の説明及び添付図面に照らしてより明らかとなる。
種々の実施形態にしたがう、航空機を示す。 種々の実施形態にしたがう、着陸装置機構の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、静止位置の着陸装置機構の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、離陸位置の着陸装置機構の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、静止位置におけるリンク機構を有する着陸装置機構の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、離陸位置におけるリンク機構を有する着陸装置機構の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、静止位置の着陸装置機構を有する航空機の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、離陸位置の着陸装置機構を有する航空機の概略図を示す。 種々の実施形態にしたがう、着陸装置の伸張方法を示す。
本開示の主題は、明細書の結び部分に特に指摘されかつ明確に請求してある。しかし、本開示のより完全な理解は、作成した図面の関係を考察して詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより得られてもよく、ここで、同様な数字は同様な要素を示す。
ここでは、例示的な実施形態が添付図面を参照して詳細に説明され、これらの図面は例示的な実施形態を図で示す。これらの例示的な実施形態は当業者がこの開示を実施できるようにするため十分詳細に説明するが、他の実施形態も実現可能であってよく、この開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書の開示及び教示にしたがってデザイン及び構成を論理的に変更及び適用してもよいことが理解されるべきである。したがって、本明細書の詳細な説明は、説明目的で提供するものであり、制限するものではない。
航空機のピッチ回転は、緩衝支柱の長さで制限され得る。緩衝支柱は、離陸の際、航空機の初期回転中に航空機の迎え角をより大きくするために延ばしてもよい。本明細書で開示したように、外側関節負荷ダンパは、受動的に、離陸の際、支柱ピストンに対してレバーを回転させ、着陸装置を伸張させてもよい。負荷ダンパは、シリンダと、シリンダに対して後退及び伸張するように構成されるピストンとで画定される圧力容器を備えてもよい。ピストンは、着陸装置の接地力よりも大きな負荷ダンパの伸展力に応答してシリンダから伸張し、着陸装置の全体の長さを増大させ、離陸の際の航空機のより大きなピッチ回転を可能とし、これにより、テイルストライクを防止する。負荷ダンパは更に、離陸及び/または着陸の際に接地力を緩衝し得る。外側関節負荷ダンパは、本明細書に記載のように、受動的システムを備えてもよく、これにより、部品数を最少とし、着陸装置機構の全重量を減少し、及び/または、着陸装置の頑健性を増大する。
図1を参照すると、種々の実施形態にしたがう航空機10は、着陸装置12、着陸装置14及び着陸装置16等の着陸装置を含んでもよい。着陸装置12、着陸装置14及び着陸装置16は、航空機が飛行していないときに、航空機10全体を支持してもよく、航空機10が損傷することなく地上走行し、離陸し、着陸するのを可能とする。着陸装置12は、緩衝支柱30と車輪組立体20とを含んでもよい。着陸装置14は、緩衝支柱32と車輪組立体22とを含んでもよい。着陸装置16は、緩衝支柱34と前車輪組立体24とを含んでもよい。
図2を参照すると、種々の実施形態にしたがう着陸装置機構200を示してある。図1の着陸装置12と着陸装置14とは、着陸装置機構200と同様であってもよい。着陸装置機構200は、緩衝支柱201を備えてもよい。緩衝支柱201は、支柱シリンダ210と支柱ピストン220とを含んでもよい。支柱ピストン220は、作動可能に支柱シリンダ210に連結してもよい。支柱ピストン220は、支柱シリンダ210内に配置される第1端部221と、支柱シリンダ210から延びる第2端部222とを備えてもよい。支柱シリンダ210は、支柱ピストン220を受入れ、これらの2つの部材が一緒に伸縮し、これに伝達される力を吸収及び緩衝するように構成してもよい。種々の実施形態では、液圧流体及び/またはオイル等の液体を支柱シリンダ210内に配置してもよい。更に、窒素または空気等のガスを支柱シリンダ210内に配置してもよい。支柱シリンダ210及び支柱ピストン220は、例えば、支柱シリンダ210内に収容される流体が、支柱シリンダ210に対して支柱ピストン220が平行移動するときに漏洩するのを防止するように、密閉するよう構成してもよい。種々の実施形態では、負荷ダンパ250は一段式のショックアブソーバを備えてもよい。本明細書では、計量ピン、逆止弁、または、ダンパに関連する他の部材等の構成部材を負荷ダンパ250内に使用してもよいことが考慮される。負荷ダンパ250は、空圧式ショックアブソーバを備えてもよい。
種々の実施形態では、着陸装置機構200は、レバー230と外側関節負荷ダンパ(負荷ダンパ)250とを備えてもよい。レバー230は、支柱ピストン220に回転可能に連結してもよい。この点で、レバー230は、支柱ピストン220に対して回転するように構成してもよい。支柱ピストン220は、一時的に図3Aを参照して、第1突起224を備えてもよく、これにより、レバー230は支柱ピストン220に回転可能に連結される。負荷ダンパ250は、支柱ピストン220の外側に配置してもよい。この点で、負荷ダンパ250は、緩衝支柱201とレバー230との間で外側に連結してもよい。種々の実施形態では、負荷ダンパ250は、支柱ピストン220とレバー230との間に連結してもよい。支柱ピストン220は、一時的に図3Aを参照して、第2突起226を備えてもよく、これにより、負荷ダンパ250は支柱ピストン220に回転可能に連結される。
図2、図3A及び図3Bを合わせて参照すると、負荷ダンパ250は、ダンパシリンダ252とダンパピストン254とを備えてもよい。ダンパピストン254は、ダンパシリンダ252に作動可能に連結してもよい。ダンパシリンダ252は、ダンパピストン254を受入れ、これらの2つの部材が一緒に伸縮し、これに伝達される力を吸収及び緩衝するように構成してもよい。種々の実施形態では、例えば、オイル等の液体をダンパシリンダ252内に配置してもよい。更に、窒素または空気等のガスをダンパシリンダ252内に配置してもよい。ダンパシリンダ252及びダンパピストン254は、例えば、ダンパシリンダ252内に収容される流体が、ダンパシリンダ252に対してダンパピストン254が平行移動するときに漏洩するのを防止するように密閉するよう構成してもよい。負荷ダンパ250は、本明細書に記載のように、受動的システムを備えてもよい。種々の実施形態では、負荷ダンパ250及び/またはレバー230は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成してもよい。
図3Aは、例えば、航空機が地上にあるとき等、静止位置における着陸装置機構200を示す。図5Aは、地面に対して移動していない静止位置における航空機500を示す。図3A及び図5Aを共に参照すると、緩衝支柱201は、航空機500が静止位置にあるときに、圧縮位置にあってもよい。車軸260をレバー230に装着してもよい。1つまたは複数のタイヤ555を車軸260に装着してもよい。静止位置では、接地力590が地面からタイヤ555を介して、車軸260を介してレバー230、更に緩衝支柱201及び負荷ダンパ250の双方に伝達され得る。換言すると、接地力590は、着陸装置機構200を通して反作用され得る。負荷ダンパ250は、力(本明細書では、伸展力とも称する)290をレバー230に伝達し得る。種々の実施形態では、伸展力290は、負荷ダンパ250内の流体の圧力とダンパピストン254の前記加圧流体が作用する表面領域との積としてもよい。静止位置では、接地力590は伸展力290よりも大きく、負荷ダンパ250を圧縮し得る。静止位置では、レバー230は、支柱ピストン220に向けて回転し得る。換言すると、レバー230は、接触面232で支柱ピストン220と係合してもよい。着陸装置機構200の長さL1は、支柱ピストン220に向けて回転するレバー230に応答して減少し得る。
図3Bは、例えば、航空機が飛行のために離陸するとき等の離陸位置における着陸装置機構200を示す。図5Bは、地面に対して回転した離陸位置の航空機500を示す。図3B及び図5Bを共に参照すると、緩衝支柱201は、航空機500が離陸位置にあるとき、伸張位置にあってもよい。離陸位置では、接地力591が地面からタイヤ555、車軸260を介してレバー230更に緩衝支柱201及び負荷ダンパ250の双方に伝達され得る。換言すると、接地力591は、着陸装置機構200を通して反作用され得る。負荷ダンパ250は、力(本明細書では、伸展力とも称する)291をレバー230に伝達し得る。離陸位置では、航空機500は、揚力595を発生し得る。したがって、接地力591が低下し得ると、接地力591は伸展力291よりも小さくなる場合があり、負荷ダンパ250が伸張するのを可能とする。離陸位置では、レバー230は、支柱ピストン220から離隔するように回転し得る。着陸装置機構200の長さL2は、支柱ピストン220から離隔するように回転するレバー230に応答して増大し得る。換言すると、長さL2は、長さL1よりも大きくてもよい。車軸260は、支柱ピストン220から離隔するように回転するレバー230に応答して、緩衝支柱201から離隔するように移動し得る。
図4A及び図4Bを参照すると、種々の実施形態にしたがう着陸装置機構400を示してある。着陸装置機構400は、図3A及び図3Bを一時的に参照すると、着陸装置機構400が更に負荷ダンパ450とレバー430との間にリンク機構を含むことを除いて、着陸装置機構200と同様としてもよい。負荷ダンパ450を車軸460から離隔するように移動し、負荷ダンパ450を、リンク機構を介してレバー430に連結することにより、リンク機構は、車軸460の両側に配置された車輪組立体間に取付けることができ得る。この点で、着陸装置機構400は、緩衝支柱401と、レバー430と、外側関節負荷ダンパ(負荷ダンパ)450と、第1リンク461と、第2リンク462とを備えてもよい。第1リンク461は、第1取付けポイント464を備えてもよく、これにより第1リンク461が支柱シリンダ410に回転可能に連結される。第1リンク461は、第2取付けポイント465を備えてもよく、これにより第1リンク461が負荷ダンパ450に回転可能に連結される。第1リンク461は、第3取付けポイント466を備えてもよく、これにより第1リンク461が第2リンク462に回転可能に連結される。第2リンク462は、レバー430に対して回転可能に連結し得る。この点で、負荷ダンパは、伸展力を第1リンク461に伝達し、これは、支柱シリンダ410に対して第1取付けポイント464の周りに第1リンク461を回転させ、レバー430を支柱ピストン420から離隔するように回転させ得る。
図6を参照すると、種々の実施形態による、着陸装置を伸張する方法600が提供される。方法600は、揚力を発生することを含む(ステップ610)。方法600は、揚力に応答して接地力を減少することを含む(ステップ620)。方法600は、接地力の減少に応答して負荷ダンパを伸張することを含む(ステップ630)。方法600は、負荷ダンパの伸張に応答してレバーを回転することを含む(ステップ640)。方法600は、着陸装置を伸張することを含む(ステップ650)。
図2、図5A、図5B及び図6を合わせて参照すると、ステップ610は、揚力595を発生することを含んでもよい。揚力595は、例えば、航空機500の翼の空気力学を介する等、航空機500により発生させてもよい。ステップ620は、例えば、接地力590から接地力591に減少するなど、揚力595に応答して接地力590を減少することを含んでもよい。ステップ630は、負荷ダンパ250を接地力591の減少に応答して伸張することを含んでもよい。ステップ640は、レバー230を負荷ダンパ250の伸張に応答して回転することを含んでもよい。ステップ650は、着陸装置機構200を負荷ダンパ250の伸張に応答して伸張すること(例えば、長さL1から長さL2)を含んでもよい。ステップ650は、着陸装置機構200をレバー230の回転に応答して伸張すること(例えば、長さL1から長さL2)を含んでもよい。
便宜、他の利点、及び、問題に対する解決策を、特定の実施形態について本明細書で説明してきた。更に、本明細書に含まれる種々の図に示す接続ラインは、種々の要素間の例示的な機能関係及び/または物理的連結を示すことを意図する。なお、実際のシステムでは、多くの代替若しくは追加的機能関係または物理的な関連性が存在してもよいことに注意すべきである。しかし、便宜、他の利点、問題に対する解決策、及び、何等かの便宜、利点、発生若しくはより明らかとなる解決策を生じ得る任意の要素は、重要、必要、若しくは本質的な特徴若しくは開示の要素として解釈されるものではない。
したがって、開示の範囲を制限するものは、添付の特許請求の範囲以外のものはなく、ここでは、単数形の要素の参照は、明確にそのように表明しない限り、「1つのみ」を意味することを意図するものではなく、「1つまたは複数」を意図する。なお、特に表明しない限り、「a」、「an」及び/または「the」を参照することは、1つまたは1つ以上を含んでもよく、単数系の項目の参照は、複数の項目を含んでもよいことを理解すべきである。本明細書に記載された全ての範囲及び比率限度は、組み合わせてもよい。
更に、特許請求の範囲で使用する「A、B及びCの少なくとも1つ」と同様な表現の場合、この表現は、実施形態にAのみが存在してもよいこと、実施形態にBのみが存在してもよいこと、実施形態にCのみが存在してもよいこと、または、要素A,B及びCの任意の組み合わせ、例えば、A及びB、A及びC、B及びC、並びに、A及びB及びCが単一の実施形態に存在してもよいことを意味する。
方法または工程の記載のいずれかで記載するステップは、任意の順序で実行してもよく、必ずしも提示の順序に制限されない。更に、単一形のいずれかの参照は、複数の実施形態を含み、1つより多くの構成要素またはステップに対するいずれかの参照は、単一の実施形態またはステップを含んでもよい。図の要素及びステップは、簡単にするため及び明確性のために示してあり、必ずしも、いずれかの特定の順番にしたがって行う必要はない。例えば、平行してまたは異なる順序で実行してもよいステップが、本開示の実施形態の理解をより良くする支援とするために、図に示してある。
本明細書では、システム、方法及び装置を提供する。本明細書の詳細な説明において、「one embodiment」、「an embodiment」、「various embodiments」等の参照は、記載された実施形態が、特定の特徴、構造または特性を含んでもよいことを示すが、しかし、全ての実施形態が必ずしも特別の特徴、構造または特性を含まなくてもよい。更に、このような表現は、必ずしも同じ実施形態を参照するのではない。更に、実施形態との関係で特定の特徴、構造または特性が記載されている場合、明確に記載されていなくても、このような特徴、構造または特性は他の実施形態との関係において影響することは当業者の知識の範囲内であることが提示される。明細書を理解した後、関連技術(複数可)における当業者にとって、他の実施形態の開示をどのように実行するかは明らかである。
更に、本開示の要素、構成部材、または、方法ステップは、この要素、構成部材または方法ステップが特許請求の範囲に明示的に列挙されているかどうかに関わらず、公衆に提供することを意図するものではない。「means for」の表現を使用して明確に列挙された要素を除き、いずれの請求項の要素も、米国特許法第112条(f)の援用を意図しない。本明細書で使用される用語「comprises」、「comprising」若しくはこれ等の任意の他の変形は、非排他的に包含することに及ぶことを意図しており、したがって、要素を挙げた工程、方法、製品若しくは装置がこれらの要素のみを含むのではなく、明確に挙げられてない、または、これ等の工程、方法、製品若しくは装置に本来備わっている他の要素を含んでもよい。

Claims (15)

  1. 車軸と緩衝支柱の支柱ピストンとの間に連結されるように構成されるレバーと、
    前記緩衝支柱と前記レバーとの間で外側に連結されるように構成される負荷ダンパとを備え、
    前記負荷ダンパは、着陸装置機構を介して反作用される接地力の上方における負荷ダンパの伸展力の増加に応答して、着陸装置機構の長さを増大させるように構成され、
    更に、第2リンクに回転可能に連結されるように構成される第1リンクを備え、前記第1リンクは、前記負荷ダンパに連結されるように構成され、前記第2リンクは、前記レバーに連結されるように構成される、着陸装置機構。
  2. 前記レバーは、前記支柱ピストンに対して回転するように構成される、請求項1に記載の着陸装置機構。
  3. 前記第リンクは、
    前記第1リンクを前記緩衝支柱の支柱シリンダに回転可能に連結するように構成される第1取付けポイントと、
    前記第1リンクを前記負荷ダンパに回転可能に連結するように構成される第2取付けポイントと、
    前記第1リンクを前記第2リンクに回転可能に連結するように構成される第3取付けポイントとを備える、請求項1または2に記載の着陸装置機構。
  4. 前記負荷ダンパは、
    負荷ダンパシリンダと、
    前記負荷ダンパシリンダに作動可能に連結される負荷ダンパピストンとを備える、請求項2または3に記載の着陸装置機構。
  5. 前記負荷ダンパは、受動的に前記伸展力を前記レバーに伝達する、請求項1~4のいずれかに記載の着陸装置機構。
  6. 支柱シリンダと前記支柱ピストンとを備える前記緩衝支柱を備え、前記支柱ピストンは前記支柱シリンダ内に配置される第1端部と、前記支柱シリンダから延びる第2端部とを有し、
    前記レバーは前記支柱ピストンの前記第2端部に連結され、
    前記負荷ダンパは前記緩衝支柱と前記レバーとの間に連結され、前記負荷ダンパは前記支柱ピストンの外側に配置される、航空機用の、請求項1に記載の着陸装置機構。
  7. 前記レバーは、前記支柱ピストンに対して回転する、請求項6に記載の着陸装置機構。
  8. 前記負荷ダンパは、
    負荷ダンパシリンダと、
    前記負荷ダンパシリンダに作動可能に連結される負荷ダンパピストンとを備える、請求項6に記載の着陸装置機構
  9. 前記負荷ダンパは、受動的に前記伸展力を前記レバーに伝達する、請求項6に記載の着陸装置機構。
  10. 前記負荷ダンパは、前記支柱ピストンに機械的に連結される、請求項6に記載の着陸装置機構。
  11. 前記負荷ダンパは、前記支柱シリンダに機械的に連結され、
    前記第1リンクは、
    前記第1リンクを前記支柱シリンダに回転可能に連結する第1取付けポイントと、
    前記第1リンクを前記負荷ダンパに回転可能に連結する第2取付けポイントと、
    前記第1リンクを前記第2リンクに回転可能に連結する第3取付けポイントと、を備える、請求項6に記載の着陸装置機構。
  12. 前記レバーに装着される車軸をさらに備える、請求項に記載の着陸装置機構。
  13. 前記レバーは、前記負荷ダンパの伸張に応答して前記第2端部から離れるように回転するか、または、前記負荷ダンパの圧縮に応答して前記第2端部に係合する、請求項に記載の着陸装置機構。
  14. 航空機用着陸装置機構を伸張する方法であって、
    車軸と緩衝支柱の支柱ピストンとの間にレバーを連結することと、
    前記緩衝支柱と前記レバーとの間に負荷ダンパを外側に連結することと、
    前記着陸装置機構を介して反作用される接地力の上方における前記負荷ダンパの伸展力の増加に応答して、前記負荷ダンパを有した前記着陸装置機構の長さを増大させることと、
    第2リンクに第1リンクを回転可能に連結することと、
    前記負荷ダンパに前記第1リンクを連結することと、
    前記レバーに前記第2リンクを連結することと、
    を含む、方法。
  15. 更に、伸張される前記負荷ダンパに応答して、前記レバーを回転することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
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