RU2043946C1

RU2043946C1 - Hydropneumatic shock absorber

Info

Publication number: RU2043946C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Гаврилов; Альберт Исидорович Тимошук
Original assignee: Виктор Алексеевич Гаврилов; Альберт Исидорович Тимошук
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: hydropneumatic shock absorber has housing where rod with piston is arranged. Mounted in rod under its piston is floating piston with cylindrical rod provided with profiled grooves. Shock absorber has pneumatic and hydraulic chambers and ratio of area of cylindrical rod to area of floating piston ranges from 0.25 to 0.5. EFFECT: enhanced efficiency of reduction of dynamic loads transmitted to flying vehicle during its motion over rough surface of runway at high loads. 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к амортизаторам шасси летательных аппаратов. The invention relates to aircraft, in particular to shock absorbers of the chassis of aircraft.

Известен гидропневматический амортизатор, содержащий корпус с размещенным в нем полым штоком с поршнем, пневматическую и гидравлическую камеры. Known hydro-pneumatic shock absorber containing a housing with a hollow rod with a piston placed in it, pneumatic and hydraulic chambers.

Недостатком таких амортизаторов является довольно высокий вес и повышенные динамические нагрузки, передаваемые на летательный аппарат при его движении по ВПП. The disadvantage of such shock absorbers is the rather high weight and increased dynamic loads transmitted to the aircraft during its movement along the runway.

Задачей изобретения является повышение эффективности снижения динамических нагрузок, передаваемых на летательный аппарат при его движении по неровной ВПП, и снижение веса конструкции. The objective of the invention is to increase the efficiency of reducing dynamic loads transmitted to the aircraft when it moves along an uneven runway, and reducing the weight of the structure.

Поставленная задача решается тем, что в однокамерный гидропневматический амортизатор, содержащий корпус с размещенным в нем полым штоком с поршнем, пневматическую и гидравлическую камеры, устанавливается в полом штоке плавающий поршень с закрепленным на нем соосно цилиндрическим стержнем, проходящим через поршень штока. На уплотняемой цилиндрической поверхности стержня имеются продольные канавки (протоки) переменного сечения для перетекания жидкости, при этом отношение площади цилиндрического стержня к площади плавающего поршня составляет от 0,25 до 0,5. The problem is solved in that in a single-chamber hydropneumatic shock absorber containing a housing with a hollow rod with a piston placed in it, a pneumatic and hydraulic chamber, a floating piston is installed in the hollow rod with a coaxially cylindrical rod fixed to it passing through the rod piston. On the sealed cylindrical surface of the rod there are longitudinal grooves (ducts) of variable cross-section for fluid flow, while the ratio of the area of the cylindrical rod to the area of the floating piston is from 0.25 to 0.5.

На фиг.1 изображен предлагаемый амортизатор; на фиг.2 и 3 диаграммы усилий сжатия. Figure 1 shows the proposed shock absorber; figure 2 and 3 diagrams of the compression forces.

Пневмогидравлический амортизатор состоит из корпуса 1, штока 2 с поршнем 3, плавающего поршня 4 с цилиндрическим стержнем 5, гидравлических Г и Д камер, пневматической П камеры, гидравлической камеры Т торможения штока 2 при обратном ходе с подпружиненным клапаном 6, зарядного клапана 7 и пробки 8. На цилиндрическом стержне 5 выполнены профилированные канавки 9. The pneumatic-hydraulic shock absorber consists of a housing 1, a rod 2 with a piston 3, a floating piston 4 with a cylindrical rod 5, hydraulic G and D chambers, a pneumatic P chamber, a hydraulic chamber T of braking of the rod 2 during the reverse stroke with a spring-loaded valve 6, a charging valve 7 and a plug 8. On the cylindrical rod 5 is made profiled grooves 9.

На прямом ходе штока 2 (при сжатии) амортизатора вытесняемая поршнем 3 жидкость из камеры Г перетекает через отверстия f и протоки f_var по направлению стрелок ПХ в камеру Д и через открытый клапан 6 в камеру Т обратного торможения штока 2. При этом перемещающийся плавающий поршень 4 сжимает газ в пневматической камере П.In the forward stroke of the shock absorber rod 2 (displaced by the piston 3), the fluid displaced by the piston 3 flows from the chamber Г through the holes f and the ducts f _var in the direction of the PX arrows into the chamber D and through the open valve 6 into the chamber T of the reverse brake of the rod 2. At the same time, the floating floating piston 4 compresses the gas in the pneumatic chamber P.

В зависимости от скорости сжатия амортизатор имеет три режима работы. Depending on the compression speed, the shock absorber has three operating modes.

Первый режим сжатие при небольшой скорости, что соответствует движению летательного аппарата на рулежках. The first mode is compression at low speed, which corresponds to the movement of the aircraft at taxiways.

При небольшой скорости сжатия амортизатора торможение рабочей жидкости при истечении ее из камеры Г практически отсутствует. Жидкость вытесняется поршнем 3, попадает в камеру Д и перемещает плавающий поршень 4, который сжимает газ в камере П. Этот режим иллюстрируется графиком зависимости усилия сжатия амортизатора Q от хода S (фиг.2), где Q₁ усилие по амортизатору при сжатии с небольшой скоростью; Q₀ начальное упругое усилие.At a low compression speed of the shock absorber, there is practically no braking of the working fluid when it expires from the chamber Г. The fluid is displaced by the piston 3, enters the chamber D and moves the floating piston 4, which compresses the gas in the chamber P. This mode is illustrated by the graph of the dependence of the compression force of the shock absorber Q on the stroke S (Fig. 2), where Q _{1 is the} force on the shock absorber under compression with a small speed Q _{0 is the} initial elastic force.

Второй режим соответствует динамическому сжатию амортизатора, что имеет место при посадке летательного аппарата. The second mode corresponds to the dynamic compression of the shock absorber, which occurs when landing the aircraft.

На этом режиме в рассеивании энергии удара участвует рабочая жидкость. Вытесняемая из камеры Г жидкость с сопротивлением будет перетекать под давлением в камере Г через отверстия и канавки 9 переменного сечения f_var в камеру Д, плавающий поршень 4 при этом будет двигаться с большой скоростью, что приводит к сжатию газа по политропическому закону.In this mode, the working fluid is involved in the dissipation of impact energy. The fluid with resistance displaced from chamber G will flow under pressure in chamber G through openings and grooves 9 of variable section f _var into chamber D, while the floating piston 4 will move at high speed, which leads to gas compression according to the polytropic law.

Усилие по амортизатору на втором режиме представлено на фиг.3 кривыми Q₂ и Q₃, где Q₂ кривая упругой силы по амортизатору при политропическом сжатии газа в камере П, равная делению газа, умноженному на площадь штока; Q₃ внешняя характеристика усилия по амортизатору, равного давлению жидкости в камере Г, умноженному на площадь штока.The shock absorber force in the second mode is shown in Fig. 3 by Q ₂ and Q ₃ curves, where Q ₂ is the elastic force curve of the shock absorber during polytropic gas compression in chamber P, equal to the gas division times the rod area; Q _{3 is the} external characteristic of the shock absorber force equal to the fluid pressure in chamber D multiplied by the area of the rod.

На этом режиме, чем выше скорость сжатия амортизатора, тем больше гидравлическое сопротивление перетекающей из камеры Г жидкости. При этом, поскольку на торцовую площадь цилиндрического стержня действует полное давление жидкости, а усилие от этого давления непосредственно передается на плавающий поршень, то с увеличением скорости движения штока и соответствующего увеличения скорости перемещения плавающего поршня, давление жидкости в камере Д из-за сопротивления в протоках f и f_var уменьшается и при некотором значении скорости плавающего поршня становится равной нулю (точнее давлению паров жидкости), что означает разрывный характер течения в протоках f и f_var.In this mode, the higher the compression speed of the shock absorber, the greater the hydraulic resistance of the fluid flowing from the chamber G. Moreover, since the total pressure of the liquid acts on the end area of the cylindrical rod, and the force from this pressure is directly transmitted to the floating piston, then with an increase in the speed of the rod and a corresponding increase in the speed of movement of the floating piston, the pressure of the liquid in the chamber D is due to the resistance in the ducts f and f _var decreases and at some value of the speed of the floating piston it becomes equal to zero (more precisely, the vapor pressure of the liquid), which means the discontinuous nature of the flow in the ducts f and f _var .

При дальнейшем увеличении скорости движения штока будут иметь место ограничение давления жидкости в камере Г. Величина предельного давления жидкости определяется давлением газа в камере П, умноженном на отношение площадей плавающего поршня и цилиндрического стержня. With a further increase in the speed of the rod, there will be a restriction of the fluid pressure in the chamber D. The value of the limiting fluid pressure is determined by the gas pressure in the chamber P, multiplied by the ratio of the areas of the floating piston and the cylindrical rod.

Третий режим работы амортизатора соответствует наезду летательного аппарата на неровность ВПП на большой скорости в процессе разбега или послепосадочного пробега. При этом скорость сжатия амортизатора превышает скорость при посадочном ударе. The third mode of operation of the shock absorber corresponds to the collision of the aircraft on the runway unevenness at high speed during the take-off or after landing run. In this case, the compression speed of the shock absorber exceeds the speed at landing impact.

На третьем режиме плавающий поршень 4 с цилиндрическим стержнем выполняет роль предохранительного устройства. Работа амортизатора происходит следующим образом. При наезде летательного аппарата на неровности из-за большой скорости движения штока 3 резко увеличивается гидравлическое сопротивление перетекающей из камеры Г через протоки f и f_var жидкости, растет давление в камере Г, а камере Д уменьшается и приближается к нулю.In the third mode, the floating piston 4 with a cylindrical rod acts as a safety device. The shock absorber is as follows. When the aircraft collides with bumps due to the high speed of the rod 3, the hydraulic resistance of the fluid flowing from the chamber G through the fluid ducts f and f _var sharply increases, the pressure in the chamber G increases, and the chamber D decreases and approaches zero.

Давление жидкости в камере Г ограничивается величиной давления газа в камере П, умноженной на отношение площади плавающего поршня к площади цилиндрического стержня. Таким образом амортизатор переходит на режим работы, аналогичный работе пневматической пружины высокого давления. The fluid pressure in chamber D is limited by the gas pressure in chamber P times the ratio of the area of the floating piston to the area of the cylindrical rod. Thus, the shock absorber switches to a mode of operation similar to the operation of a high-pressure pneumatic spring.

На этом режиме сила сопротивления амортизатора не зависит от скорости сжатия, а уровень ограничительного усилия определяется конструктивным параметром отношение площадей плавающего поршня и соединенного с ним цилиндрического стержня. In this mode, the resistance force of the shock absorber does not depend on the compression speed, and the level of restrictive force is determined by the design parameter, the ratio of the areas of the floating piston and the cylindrical rod connected to it.

После окончания прямого хода, независимо от режима, происходит обратный ход штока под действием сжатого газа в камере П, под давлением которого плавающий поршень 4 вытесняет жидкость в камеру Г, а торможение штока осуществляется за счет сопротивления жидкости, вытекающей из камеры обратного торможения Т через калиброванные отверстия в закрытом клапане 6, направление течения жидкости обозначено стрелками ОХ на фиг.1. After the forward stroke, regardless of the mode, the rod moves back under the action of compressed gas in the chamber P, under the pressure of which the floating piston 4 displaces the liquid into the chamber D, and the rod is braked by the resistance of the fluid flowing from the reverse braking chamber T through calibrated holes in the closed valve 6, the direction of fluid flow is indicated by arrows OX in figure 1.

Амортизатор наиболее полно удовлетворяет разнообразным условиям нагружения, т.е. обладает многорежимностью, что обеспечивает эффективное снижение наземных нагрузок, передаваемых на летательный аппарат при посадочных ударах и движении по неровным взлетно-посадочным полосам, и при этом обладает конструктивной простотой, небольшим весом и высокой надежностью. The shock absorber most fully satisfies a variety of loading conditions, i.e. It has multi-mode, which provides effective reduction of ground loads transmitted to the aircraft during landing strikes and movement on uneven runways, and at the same time it has structural simplicity, low weight and high reliability.

Claims

A HYDRO-PNEUMATIC SHOCK ABSORBER, comprising a housing with a hollow rod with a piston placed therein, a pneumatic and hydraulic chamber, characterized in that a floating piston is placed in the hollow rod with a coaxially mounted cylindrical rod passing through the piston of the rod and having longitudinal grooves on the cylindrical surface to be sealed variable cross-section for fluid flow, while the ratio of the area of the cylindrical rod to the area of the floating piston is 0.25 0.5.