RU2814901C1

RU2814901C1 - Controlled power transmission unit of hydraulic system of aircraft

Info

Publication number: RU2814901C1
Application number: RU2023117346A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Кудерко; Николай Алексеевич Поляков; Григорий Константинович Фролов; Владимир Александрович Целищев
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2024-03-06

Abstract

FIELD: aviation; emergency systems.

SUBSTANCE: invention relates to passenger aircraft emergency systems. Power transmission unit of the hydraulic system of the aircraft contains pump (1) mechanically connected by a shaft to hydraulic motor (2), which is connected to the power supply of this system through flow limiter (3) and actuation valve (4). In its turn, pump (1) through throttle (5) is connected to first hydraulic cylinder (6) of the mechanism for controlling the characteristic working volume of the pump, which is connected by springs to rocker (7) and then to multi-position throttling distributor (8) of the regulator, which, taking into account the operation of flow limiter (3), comprises plunger (9) and is connected via throttle (10) to second hydraulic cylinder (11) to ensure required optimum power consumption of the pump at its control by hyperbolic relationship.

EFFECT: optimum power consumption of the pump.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в аварийных системах пассажирских самолетов.The invention relates to aviation technology and can be used in emergency systems of passenger aircraft.

Известен аналог аварийного привода шасси, включающий в себя кран аварийного выпуска шасси, электрогидравлический распределитель с аварийным переключателем, гидропневмоцилиндры открытия замков убранного положения главной опоры шасси (ГОШ) и передней опоры шасси (ПОШ), цилиндр-подкос ПОШ, цилиндры-подкосы ГОШ, цилиндры средних створок, цилиндры створок колес, аварийные клапаны. Исходным положением для работы системы является убранное положение шасси. Рукоятка переключателя крана шасси может занимать любое положение. При вытягивании ручки-держки крана аварийного выпуска шасси на себя до упора начинается аварийный выпуск передней опоры в следующем порядке. Сжатый воздух из баллонов аварийной пневмосистемы с давлением, равным 15 ± 0,5МПа, поступает в аварийный электромагнитный клапан с пружинным возвратом (нижний), который переключается, отсекая линию аварийного выпуска передней опоры от сливной магистрали гидросистемы и открывая доступ воздуху в линию аварийного выпуска. Сжатый воздух поступает также к аварийному переключателю электрогидрокрана-распределителя, который соединяет рабочую линию уборки со сливом. В конструкции крана-распределителя предусмотрена гидромеханическая блокировка, исключающая непреднамеренную уборку шасси после аварийного выпуска при нахождении рукоятки переключателя крана-распределителя в положении «УБРАНО». При подаче давления воздуха в аварийный переключатель он стопорится в положении, соединяющем линию уборки шасси со сливом. Это положение аварийного переключателя исключает уборку шасси и сохраняется даже после стравливания воздуха из аварийных линий (электронный ресурс // URL: https://allrefrs.ru/4-27977.html. Дата обращения: 28.09.2021).There is a known analogue of the emergency landing gear drive, which includes an emergency landing gear release valve, an electro-hydraulic distributor with an emergency switch, hydraulic pneumatic cylinders for opening the locks of the retracted position of the main landing gear (GOSH) and the front landing gear (FLO), cylinder-strut POS, cylinders-struts GOSH, cylinders middle flaps, wheel flap cylinders, emergency valves. The starting position for system operation is the retracted position of the chassis. The chassis valve switch handle can be in any position. When you pull the holding handle of the emergency landing gear crane towards you all the way, the emergency release of the front landing gear begins in the following order. Compressed air from the emergency pneumatic system cylinders with a pressure of 15 ± 0.5 MPa enters the emergency solenoid valve with spring return (lower), which switches, cutting off the front support emergency release line from the hydraulic system drain line and allowing air access to the emergency release line. Compressed air is also supplied to the emergency switch of the electrohydraulic distributor, which connects the operating cleaning line to the drain. The design of the distributing crane provides for a hydromechanical locking, which prevents unintentional retraction of the chassis after an emergency release when the distributing crane switch handle is in the “REMOVED” position. When air pressure is applied to the emergency switch, it locks in the position connecting the landing gear retraction line to the drain. This position of the emergency switch prevents the landing gear from being retracted and is maintained even after bleeding air from the emergency lines (electronic resource // URL: https://allrefrs.ru/4-27977.html. Access date: 09/28/2021).

Недостатком данного аналога является низкая безотказность электрогидравлического клапана с пружинным возвратом.The disadvantage of this analogue is the low reliability of the electro-hydraulic valve with spring return.

Известен аналог системы аварийного выпуска шасси посредством свободного падения под действием силы тяжести, содержащий узел шасси, подвижный между убранным и выпущенным положениями, створку шасси, имеющую закрытое состояние, когда узел шасси находится в убранном положении, и подвижную в открытое состояние, чтобы позволять узлу шасси перемещаться в выпущенное положение, механизм запирания шасси, который включает в себя привод запирания, имеющий предварительно установленный предел мертвого хода такой, что перемещение привода запирания в пределах диапазона мертвого хода предотвращает механизм запирания шасси от физического разблокирования узла шасси, и перемещение привода запирания за пределы мертвого хода разблокирует механизм запирания шасси от узла шасси, и систему синхронизации шасси в свободном падении, функционально соединенную с механизмом запирания шасси и со створкой шасси, причем система синхронизации шасси в свободном падении включает в себя: первую рабочую последовательность при приведении в действие системы синхронизации шасси в свободном падении, во время которой привод запирания перемещается в пределах диапазона мертвого хода, тогда как одновременно створка шасси имеет возможность свободного падения под действием силы тяжести из закрытого состояния к своему открытому состоянию, и вторую рабочую последовательность, которая выполняется с задержкой по времени относительно начала первой рабочей последовательности, во время которой привод запирания перемещается за пределы мертвого хода, чтобы позволять свободное падение под действием силы тяжести узлу шасси из убранного положения в его выпущенное положение, посредством чего первая и вторая рабочие последовательности системы синхронизации шасси в свободном падении позволяют створке шасси перемещаться посредством свободного падения под действием силы тяжести к ее открытому состоянию перед перемещением посредством свободного падения под действием силы тяжести шасси к его выпущенному положению (патент RU 2014148320 A, B64C 25/00, опубл. 20.06.2016).An analogue of an emergency landing gear release system by free fall under the influence of gravity is known, containing a landing gear assembly movable between the retracted and extended positions, a landing gear flap having a closed state when the landing gear assembly is in the retracted position, and movable in an open state to allow the landing gear assembly to move to the extended position, a landing gear locking mechanism that includes a locking actuator having a predetermined backlash limit such that movement of the locking actuator within the backlash range prevents the landing gear locking mechanism from physically unlocking the landing gear assembly, and movement of the locking actuator beyond the backlash range progress unlocks the landing gear locking mechanism from the landing gear assembly, and a free-fall landing gear synchronization system operatively connected to the landing gear locking mechanism and the landing gear door, the free-fall landing gear synchronizing system including: a first operating sequence when actuating the landing gear synchronization system in free fall, during which the locking drive moves within the backlash range, while at the same time the chassis leaf is allowed to free fall under the influence of gravity from a closed state to its open state, and a second operating sequence, which is carried out with a time delay relative to the beginning of the first an operating sequence during which the locking actuator is moved beyond the backlash to allow the landing gear assembly to free fall under the influence of gravity from a retracted position to its extended position, whereby the first and second operating sequences of the free fall landing gear timing system allow the landing gear leaf to move by free fall under the influence of gravity to its open state before moving through the free fall under the influence of gravity of the chassis to its extended position (patent RU 2014148320 A, B64C 25/00, publ. 06/20/2016).

Недостатком данного аналога является отсутствие функции уборки шасси и высокая вероятность заедания механизмов.The disadvantage of this analogue is the lack of a landing gear retraction function and the high probability of jamming of the mechanisms.

Известен аналог системы манипулирования шасси летательного аппарата, содержащий: клапан, управляемый электрически, или электроклапан, который обеспечивает соединение специфического гидравлического контура отсека шасси с общей гидравлической системой летательного аппарата. Управление электроклапаном выполняется из кабины экипажа и обеспечивает подключение к функционированию гидравлического контура отсека шасси. Открытие створок и последующий выпуск шасси обеспечиваются при помощи гидравлического контура, последовательно управляемого при помощи электронного вычислителя. Таким образом, факт наличия электрически управляемого клапана, предназначенного для створок, и другого электрически управляемого клапана, предназначенного для выпуска шасси, позволяет обеспечить открытие клапанов в различные моменты времени, в той или иной степени отличающиеся друг от друга, что позволяет обеспечить определенную последовательность в выполнении операций открытия створок и выпуска шасси (патент FR № 2007115053/11, МПК B64C 25/24, опубл. 10.08.2009).An analogue of the aircraft landing gear manipulation system is known, containing: an electrically controlled valve, or solenoid valve, which provides connection of a specific hydraulic circuit of the landing gear compartment with the general hydraulic system of the aircraft. The solenoid valve is controlled from the cockpit and provides a connection to the functioning of the hydraulic circuit of the landing gear compartment. The opening of the flaps and the subsequent release of the chassis are ensured using a hydraulic circuit, sequentially controlled by an electronic computer. Thus, the fact that there is an electrically controlled valve for the flaps and another electrically controlled valve for the landing gear release makes it possible to ensure that the valves open at different points in time, differing to varying degrees from each other, which allows for a certain sequence in execution operations of opening the wings and releasing the chassis (patent FR No. 2007115053/11, IPC B64C 25/24, published 08/10/2009).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является блок передачи мощности аварийного привода выпуска шасси, в котором вспомогательный источник гидравлической энергии включает мотор и насос, которые соединены общим валом. Вход насоса соединен дополнительной линией всасывания с полостью гидробака с рабочей жидкостью первой подсистемы гидропитания, а его выход - с выходом дополнительной магистрали линии нагнетания первой подсистемы гидропитания. Дополнительная магистраль линии нагнетания третьей подсистемы гидропитания соединена с входом упомянутого мотора вспомогательного источника гидравлической энергии через электромагнитный клапан с пружинным возвратом, который выполнен с возможностью открытия и закрытия подачи рабочей жидкости. Технический результат заключается в повышении надежности работы гидравлической системы и снижении ее общей массы (патент РФ № 2455197, МПК B64C 13/36, опубл. 10.07.2012).The closest in technical essence and achieved result to the proposed device is the power transmission unit for the emergency landing gear release drive, in which the auxiliary source of hydraulic energy includes a motor and a pump, which are connected by a common shaft. The pump inlet is connected by an additional suction line to the cavity of the hydraulic tank with the working fluid of the first hydraulic supply subsystem, and its output is connected to the output of an additional line of the discharge line of the first hydraulic supply subsystem. The additional line of the discharge line of the third hydraulic power subsystem is connected to the input of the mentioned motor of the auxiliary source of hydraulic energy through a solenoid valve with a spring return, which is configured to open and close the supply of working fluid. The technical result is to increase the reliability of the hydraulic system and reduce its total weight (RF patent No. 2455197, IPC B64C 13/36, published 07/10/2012).

Недостатком ближайшего аналога является неустойчивая работа блока передачи мощности при изменении нагрузки на исполнительных гидродвигателях, что приводит к неконтролируемому изменению давления рабочей жидкости в гидросистеме. Из-за колебаний давлений блок передачи мощности может как быстро ускоряться под нагрузкой, так и внезапно останавливаться, при этом каждый скачок давления может длиться только секунду, создавая режим остановки-запуска. Постоянное быстрое включение и выключение блока передачи мощности приводит ко многим негативным эксплуатационным факторам.The disadvantage of the closest analogue is the unstable operation of the power transmission unit when the load on the executive hydraulic motors changes, which leads to an uncontrolled change in the pressure of the working fluid in the hydraulic system. Due to pressure fluctuations, the power transmission unit can either accelerate quickly under load or stop suddenly, with each pressure surge only lasting a second, creating a stop-start pattern. Constantly switching the power transmission unit on and off quickly leads to many negative operating factors.

Кроме того, используемые на входе в гидромотор агрегаты дистанционного включения блока передачи мощности и устройства ограничения мощности, подаваемой к гидромотору гидравлической энергии не учитывают действительные потребности энергии за насосом в аварийной подсистеме.In addition, the units used at the entrance to the hydraulic motor for remote activation of the power transmission unit and devices for limiting the power supplied to the hydraulic motor do not take into account the actual energy needs behind the pump in the emergency subsystem.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей блока передачи мощности.The objective of the invention is to expand the functionality of the power transmission unit.

Техническим результатом изобретения является обеспечение оптимального потребления мощности насоса благодаря ее регулированию по гиперболической зависимости.The technical result of the invention is to ensure optimal pump power consumption due to its regulation according to a hyperbolic dependence.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что блок передачи мощности гидравлической системы самолета, состоящий из гидромотора, соединенного с гидравлическим насосом через вал, клапана включения и ограничителя расхода, согласно изобретению, содержит регулятор мощности насоса с гидромеханическим управлением, состоящий из первого и второго гидроцилиндров механизма управления характерным рабочим объемом насоса, причем первый гидроцилиндр с помощью пружин соединен с коромыслом и далее с многопозиционным дросселирующим распределителем, а второй гидроцилиндр соединен с многопозиционным дросселирующим распределителем через дроссель.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the power transmission unit of the aircraft hydraulic system, consisting of a hydraulic motor connected to a hydraulic pump through a shaft, a switching valve and a flow limiter, according to the invention, contains a pump power regulator with hydromechanical control, consisting of the first and the second hydraulic cylinder of the control mechanism for the characteristic working volume of the pump, wherein the first hydraulic cylinder is connected by means of springs to the rocker arm and then to the multi-position throttling distributor, and the second hydraulic cylinder is connected to the multi-position throttling distributor through the throttle.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная гидравлическая схема регулируемого блока передачи мощности.The essence of the invention is illustrated by a drawing that shows a schematic hydraulic diagram of an adjustable power transmission unit.

Блок передачи мощности гидравлической системы самолета содержит насос 1 системы А, соединенный механически валом с гидромотором 2 системы Б, который подключается к питанию этой системы через ограничитель расхода 3 и клапан включения 4. В свою очередь насос 1 через дроссель 5 соединен с первым гидроцилиндром 6 механизма управления характерным рабочим объемом насоса, который связан пружинами с коромыслом 7 и далее с многопозиционным дросселирующим распределителем 8 регулятора, который с учетом работы ограничителя расхода 3 связан с системой Б плунжером 9 и подключен через дроссель 10 ко второму гидроцилиндру 11, обеспечивающему требуемое оптимальное потребление мощности насоса при ее регулировании по гиперболической зависимости.The power transmission unit of the aircraft hydraulic system contains a pump 1 of system A, connected mechanically by a shaft to a hydraulic motor 2 of system B, which is connected to the power supply of this system through a flow limiter 3 and a switching valve 4. In turn, pump 1 is connected through a throttle 5 to the first hydraulic cylinder 6 of the mechanism control of the characteristic working volume of the pump, which is connected by springs to the rocker arm 7 and then to the multi-position throttling valve 8 of the regulator, which, taking into account the operation of the flow limiter 3, is connected to system B by the plunger 9 and connected through the throttle 10 to the second hydraulic cylinder 11, providing the required optimal power consumption of the pump when it is regulated according to a hyperbolic dependence.

Гидравлическое пропорциональное управление насосом 1 позволяет бесступенчато изменять его рабочий объем пропорционально давлению управления, подаваемому к гидроцилиндрам 6 и 11 механизма управления характерным рабочим объемом насоса от дросселирующего распределителя 8, связанного с ними через понижающие величину давления корректирующего сигнала дроссели 5 и 10 с линией нагнетания от насоса 1 к исполнительным гидродвигателям системы А.Hydraulic proportional control of pump 1 allows you to continuously change its working volume in proportion to the control pressure supplied to the hydraulic cylinders 6 and 11 of the control mechanism for the characteristic working volume of the pump from the throttling distributor 8, connected to them through throttles 5 and 10, which reduce the pressure of the correction signal, with a discharge line from the pump 1 to the executive hydraulic motors of system A.

Оптимальное потребление мощности обеспечивается при ее регулировании по гиперболической зависимости. Рабочее давление через первый гидроцилиндр 6 передается на коромысло 7. Противодействующей силой пружины, настраиваемой извне, задается уровень мощности. Если сила действия давления превышает силу пружины, то через коромысло перемещается управляющий золотник распределителя 8 и насос регулируется в сторону уменьшения рабочего объема. При этом уменьшается действующая длина рычага на коромысло и давление может вырасти на величину, пропорциональную уменьшению подачи, таким образом обеспечивается произведение давления за насосом и характерный объем насоса постоянной величиной.Optimal power consumption is ensured when it is regulated according to a hyperbolic dependence. The working pressure is transmitted through the first hydraulic cylinder 6 to the rocker arm 7. The counterforce of the spring, adjusted externally, sets the power level. If the force of the pressure exceeds the force of the spring, then the control spool of the distributor 8 moves through the rocker arm and the pump is adjusted in the direction of decreasing the working volume. In this case, the effective length of the lever on the rocker arm decreases and the pressure can increase by an amount proportional to the decrease in flow, thus ensuring that the product of the pressure behind the pump and the characteristic volume of the pump remains constant.

Подаваемое к плунжеру 9 управляющее давление из системы Б создает силу, взаимодействующую с пружиной регулятора мощности. Изменение управляющего давления позволяет варьировать механически настроенную исходную мощность, соответствующую возможной мощности гидромотора.The control pressure supplied to plunger 9 from system B creates a force that interacts with the power regulator spring. Changing the control pressure allows you to vary the mechanically adjusted initial power, corresponding to the possible power of the hydraulic motor.

Таким образом, заявленный блок передачи мощности обеспечивает оптимальное потребление мощности насоса в зависимости от требуемых действительных нагрузок на исполнительных гидродвигателях и управляющего давления перед гидромотором.Thus, the claimed power transmission unit ensures optimal pump power consumption depending on the required actual loads on the executive hydraulic motors and the control pressure in front of the hydraulic motor.

Claims

A power transmission unit of the aircraft hydraulic system, consisting of a hydraulic motor connected to a hydraulic pump through a shaft, a switching valve and a flow limiter, characterized in that it contains a pump power regulator with hydromechanical control, consisting of the first and second hydraulic cylinders of the control mechanism for the characteristic working volume of the pump, and The first hydraulic cylinder is connected with the help of springs to the rocker arm and then to the multi-position throttling distributor, and the second hydraulic cylinder is connected to the multi-position throttling distributor through the throttle.