本发明涉及飞行器起落架。更具体地但非排他地,本发明涉及包括至少一个可转向轮轴的多轮起落架。本发明还涉及用于包括可转向轮轴的多轮起落架转向架(bogie)的锁定机构。
背景技术:
多轮起落架通常用在大型飞行器上,如空客A380。多轮起落架用于支承在滑行、起飞和降落时由飞行器施加在起落架上的大载荷。为了防止在滑行期间由轮胎摩擦引起的过量的轮胎磨损,多轮起落架可以包括安装在可转向轮轴上的至少一对轮。在其他时间——例如在起飞及着陆期间,有必要将可转向轮轴锁定在径直向前位置中。
通常,在多轮起落架中,可转向轮轴枢转地安装至起落架转向架。可转向轮轴能够通过致动器来转向,该致动器可以延伸及缩回以改变可转向轮轴的定向。在已知布置中,起落架包括锁定机构,该锁定机构包括枢转地安装至起落架转向架的楔形锁定构件。楔形锁定构件布置成被接纳在安装于可转向轮轴上的两个承载垫之间,以将可转向轮轴锁定在用于滑行、起飞和着陆的“径直向前”位置中。楔形锁定构件由两个弹簧紧固在锁定位置中,所述两个弹簧用于将楔形锁定构件拉动成与承载垫接合。布置有逆着弹簧而作用的致动器以使楔形锁定构件移动离开承载垫,使得可转向轮轴被解锁并且允许离开径直向前位置的枢转运动。
图1示出了该已知锁定机构1的示意性截面图。图1示出了可转向轮轴2的具有凹部4的一部分,凹部4包括两个承载垫6。所述两个承载垫6位于凹部4的相对侧上并且面向彼此。每个承载垫均利用固定件8而固定至轮轴2。在如图1中所示的锁定位置中,在承载垫6之间的空间中定位有锁定构件10。每个承载垫6的远端部6a均被钩住以防止锁定构件10更深地移动到承载垫6之间的空间中。每个承载垫6均与锁定构件10的对应的侧部接触。锁定构件10的前拐角10a倾斜以赋予锁定构件10楔形形状。
使锁定构件与承载垫充分地对准以及使得该锁定构件可以移动成与所述承载垫接合会需要时间和/或技巧。如果在试图锁定可转向轮轴2时锁定构件10没有与承载垫6非常紧密地对齐,则锁定构件10可能不能够移动到承载垫6之间的空间中。在这种情况下,可转向轮轴2将不会被完全地锁定,并且飞行器将不能够起飞,直到问题被处理为止;这会导致飞行器的启程时间延迟或者导致飞行器的着陆延迟。
本发明试图缓解上述问题。替代性地或附加地,本发明试图提供一种改进的起落架机构。
技术实现要素:
根据第一方面,本发明提供了一种飞行器起落架,该飞行器起落架包括转向架、枢转地安装在该转向架上的可转向轮轴以及锁定组件,锁定组件包括与轮轴相关联的一对间隔开的承载垫和与转向架相关联的锁定构件,锁定构件能够在锁定位置与非锁定位置之间移动,在锁定位置中,锁定构件位于承载垫之间的空间中以使得该锁定构件接合所述承载垫以阻止可转向轮轴相对于转向架的枢转运动,在非锁定位置中,锁定构件与承载垫脱离接合以使得轮轴可以进行相对于转向架的枢转运动,其中,锁定构件具有位于两侧的引导表面,该引导表面用于在锁定构件从非锁定位置向锁定位置移动期间将锁定构件和承载垫引导成对准,并且其中,引导表面包括第一倾斜部分和第二倾斜部分,其中,第一倾斜部分用于在第一阶段中使锁定构件朝向与承载垫对准的方向移动,第二倾斜部分与第一部分间隔开并且用于在第二阶段中使锁定构件移动成与承载垫对准,使得锁定构件和承载垫在具有两个阶段的运动——例如,两阶段运动——中被对准。
已经发现,使锁定构件和承载垫以分阶段运动的方式对准降低了锁定构件不能与承载垫接合的风险。此外,在两(或更多)阶段运动中利用第一倾斜区域和第二倾斜区域来对准承载垫往往会便于截获角(也就是说,在使锁定构件和承载垫仍然成功地接合的同时锁定组件可以适应的在锁定构件与承载垫之间的初始的未对准度)的增大。增大截获角可以减少在接合锁定机构时的不成功的尝试的次数并且/或者减少在试图接合锁定机构之前定位可转向轮轴所花费的时间。未对准角可以定义为在非锁定位置中锁定构件上的给定点与在锁定位置中锁定构件上的给定点之间的位置角度差。截获角可以定义为在仍然接合的同时锁定机构可以适应的最大的初始未对准角。
当锁定构件处于锁定位置时,锁定构件和承载垫可以被认为是对准的。锁定构件与承载垫之间的未对准度可以定义为锁定构件相对于承载垫离开对准位置的旋度。起落架可以布置成使得:当锁定构件处于锁定位置时,也就是说,当锁定构件和承载垫对准时,可转向轮轴处于径直向前位置。承载垫可以与轮轴相关联以使得轮轴的枢转引起承载垫的旋转并且承载垫的旋转引起轮轴的枢转。因此,使锁定构件和承载垫对准可以使可转向轮轴移动到径直向前位置中。因此,根据本发明的实施方式可以允许可转向轮轴在两个阶段中移动到径直向前位置中。
使锁定构件从非锁定位置向锁定位置移动可以包括使锁定构件相对于转向架移动,例如使锁定构件绕一端枢转。在锁定构件在锁定运动开始时没有与承载垫精确地对齐的情况下,可能有必要使锁定构件移动成与承载垫对准以使得锁定构件可以在锁定运动结束时接合承载垫。使锁定构件和承载垫移动成对准可以包括使承载垫(以及与所述承载垫相关联的可转向轮轴)相对于锁定构件和/或转向架旋转。引导表面与相应的承载垫之间的相互作用可以引起对准运动。利用引导表面与相应的承载垫之间的相互作用来使锁定构件和承载垫对准可以提供一种使可转向轮轴进入径直向前位置的机械上简单且可靠的方法。
第一倾斜部分的表面与对应的承载垫之间的接触可以产生锁定构件与承载垫的第一相对运动,该第一相对运动减小了未对准角。第二倾斜部分的表面与对应的承载垫之间的接触可以产生锁定构件与承载垫的第二相对运动,该第二相对运动使承载垫和锁定构件对准。
引导表面可以通过该引导表面与承载垫之间的接触而将锁定构件和承载垫引导成对准。引导表面优选地包括第一倾斜部分和第二倾斜部分。将理解的是,引导表面的轮廓可以根据对应的承载垫的轮廓而改变同时仍然提供包括两个阶段的运动。
引导表面可以包括多个部分,每个部分均具有与任意相邻部分的轮廓不同的轮廓。一部分的轮廓可以根据引导表面在该区域中相对于下述方向的倾斜角来限定:该方向为在锁定构件于非锁定位置与锁定位置之间行进时锁定构件相对于转向架行进的方向(在下文中被称为锁定运动的方向)。因此,第一倾斜部分和/或第二倾斜部分的表面可以与锁定运动的方向成角度地(即,不平行且不垂直地)倾斜。倾斜部分的表面与对应的承载板之间的接触可以产生具有与锁定运动的方向垂直的分量的反作用力。
第一倾斜部分和/或第二倾斜部分可以倾斜成使得锁定构件的宽度随沿着该部分的长度的距离而增大。所述两个第一倾斜部分的轮廓会导致锁定构件在第一渐缩区域处朝向锁定构件的前部渐缩。所述两个第二倾斜部分的轮廓会导致锁定构件在第二渐缩区域处朝向锁定构件的前部渐缩。第一渐缩区域可以位于第二渐缩区域的前方。
第一倾斜部分的轮廓可以与第二倾斜部分的轮廓不同。第一倾斜部分的倾斜度可以与第二倾斜部分的倾斜度不同。倾斜部分的倾斜度可以沿着该部分的长度而变化。第一倾斜部分的倾斜度可以以与第二倾斜部分的倾斜度不同的方式变化。也就是说,倾斜度沿着所述部分的长度随距离的变化率可以在第一倾斜部分与第二倾斜部分之间有所不同。第一倾斜部分和/或第二倾斜部分的倾斜度沿着该部分的长度可以是恒定的。第一倾斜部分和第二倾斜部分的倾斜度沿着每个部分的长度可以是恒定的,其中,每个部分具有不同倾斜度。
每个引导表面均可以包括位于第一倾斜部分与第二倾斜部分之间的中间部分。所述中间部分可以定向成使得:在锁定构件从非锁定位置向锁定位置移动期间,中间部分不引起使锁定构件和承载垫对准的任何大幅度的运动。中间部分(位于每个引导表面上)可以大致平行。在锁定过程期间,源自轮的振动力会导致承载垫相对于锁定构件移动以使得引导表面与相应的承载垫之间的接触产生用于将锁定构件推出承载垫之间的空间的力(在下文中被称为解锁力)。这些力的量值可以在引导表面的斜度增大时增大。因此,与现有技术的锁定构件相比,包括上述中间部分可以允许在锁定过程期间所产生的解锁力降低。
第一倾斜部分和第二倾斜部分可以由中间部分间隔开。中间部分的表面可以大致平行于锁定运动的方向。将理解的是,中间部分未必平行于锁定构件的运动方向,而是大致可以比第一倾斜部分和/或第二倾斜部分更小程度地倾斜。
锁定构件可以包括位于两侧的止动部,该止动部布置成在锁定构件处于锁定位置时抵接相应的承载垫,以便阻止锁定构件进一步移动到承载垫之间的空间中。每个止动部均可以呈位于锁定构件的侧部上的突出部的形式。止动部可以具有这样的前表面,该前表面定向成在锁定构件从非锁定位置向锁定位置移动时与锁定构件相对于转向架的运动方向垂直。
在锁定构件相对于转向架从非锁定位置向锁定位置移动时锁定构件可以被认为沿向前方向移动。在锁定构件相对于转向架从锁定位置向非锁定位置移动时锁定构件可以被认为沿向后方向移动。锁定构件的面向向前方向的表面可以被称为锁定构件的前部。锁定构件的面向向后方向的表面可以被称为锁定构件的后部。
锁定构件可以布置成使得引导表面位于锁定构件上的相应的止动部的前方。已经发现,将引导表面定位在相应的止动部的前方改善了锁定组件内的载荷分布。在锁定构件处于锁定位置时止动部可以保持处在在承载垫之间的空间外侧。
将理解的是,非锁定位置不是锁定构件相对于承载垫的单个位置,而是还可以为下述若干个位置中的任一位置:在所述若干个位置中,轮轴根据可转向轮轴(以及因此根据承载垫)相对于锁定构件和/或转向架的角度而自由旋转。
锁定组件优选地布置成使得:在锁定位置中,锁定构件接合承载垫以阻止轮轴相对于转向架沿任一方向(即,沿顺时针方向或沿逆时针方向)的任何显著的枢转运动。将理解的是,在实践中,在承载垫与锁定构件之间可以存在一定的间隙,但是任何这种运动将被限制成使得飞行器的运动方向不受影响并且附接至可转向轮轴的任意轮保持处于径直向前位置的程度。
每个引导表面均可以包括位于第二倾斜部分与相应的止动部之间的中间部分。所述中间部分可以定向成使得:在锁定构件从非锁定位置向锁定位置移动期间,中间部分不引起使锁定构件和承载垫对准的任何大幅度的运动。因此,每个引导表面均可以包括第一中间部分和第二中间部分,其中,该第一中间部分位于第一倾斜部分与第二倾斜部分之间,该第二中间部分位于第二倾斜部分与相应的止动部之间。沿着引导表面的长度散置有倾斜部分的一个或更多个中间部分的组合可以便于将锁定组件设计成产生使锁定构件和承载垫对准的两(或更多)阶段运动。
将理解的是,引导表面可以包括位于倾斜部分的起点或终点处的过渡区域。在过渡区域中,引导表面的倾斜度可以在短距离内快速地变化以使第一区域(例如,第一倾斜区域)的轮廓与第二区域(例如,中间区域)的轮廓相接合。过渡区域的长度可以比倾斜区域和/或中间区域的长度小很多。
根据本发明的第二方面,提供了一种在根据第一方面的具有锁定组件的起落架中使用的锁定构件。锁定组件可以包括位于两侧的引导表面,每个引导表面均包括第一倾斜部分和第二倾斜部分。
锁定构件可以关于中心线对称。承载垫可以关于锁定构件对称地布置。在锁定构件是对称的情况下,倾斜部分可以相对于锁定构件的中心线成角度。
引导表面的轮廓可以使得锁定构件的宽度从锁定构件的前部朝向锁定构件的后部随着距离而增大。锁定构件可以在引导表面上的第一位置处具有第一宽度。锁定构件可以在第二位置处具有第二宽度,该第二位置在沿着引导表面的向后方向上与第一位置间隔开。锁定构件可以在第三位置处具有第三宽度,该第三位置在沿着引导表面的向后方向上与第二位置间隔开。第二宽度可以比第一宽度宽。第三宽度可以比第二宽度宽。在第一位置与第二位置之间的位置处以及在第二位置与第三位置之间的位置处的宽度相对于向后方向上的距离的变化率可以存在变化以使得引导表面产生锁定构件和承载垫的两阶段运动。
根据本发明的第三方面,提供了一种包括根据第一方面的起落架的飞行器。
根据本发明的第四方面,提供了一种利用锁定组件锁定飞行器起落架的方法,该起落架包括转向架和枢转地安装在该转向架上的可转向轮轴,其中,锁定组件包括与轮轴相关联的间隔开的一对承载垫和与转向架相关联的锁定构件,锁定构件具有位于两侧的引导表面,引导表面包括第一倾斜部分和第二倾斜部分,该方法包括下述步骤:使锁定构件从非锁定位置朝向锁定位置移动,在非锁定位置中,锁定构件与承载垫脱离接合以使得可以发生轮轴相对于转向架的枢转运动,在锁定位置中,锁定构件位于承载垫之间的空间中以使得锁定构件接合承载垫,从而阻止可转向轮轴相对于转向架的枢转运动;以及当锁定构件从非锁定位置朝向锁定位置移动时,利用引导表面使锁定构件和承载垫对准。使锁定构件和承载垫对准的步骤可以包括通过承载垫和第一倾斜部分的相互作用产生的第一对准阶段,以及随后的通过承载垫和第二倾斜部分的相互作用产生的第二对准阶段。
将理解的是,第一对准阶段减小了锁定构件与承载垫之间的未对准角,而第二对准阶段通过使锁定构件和承载垫对准而完成了对准过程。
该方法还可以包括在使锁定构件从非锁定位置朝向锁定位置移动之前使轮轴转向成使得锁定构件和承载垫的未对准度小于或等于预定截获角的步骤。预定截获角可以小于10度,例如小于5度但是大于1度。
当然,将可以理解的是,关于本发明的一个方面所描述的特征可以结合到本发明的其他方面中。例如,本发明的方法可以包括参照本发明的装置所描述的特征中的任意特征,并且本发明的装置可以包括参照本发明的方法所描述的特征中的任意特征。
附图说明
现在将参照示意性的附图仅通过示例的方式描述本发明的各实施方式,在附图中:
图1示出了现有技术锁定组件的截面示意图;
图2示出了根据本发明的第一实施方式的起落架;
图3示出了第一实施方式的起落架的锁定组件的一部分的特写视图;
图4(a)至图4(d)示出了根据第一实施方式的锁定组件分别在非锁定位置中、在第一对准阶段期间、在第二对准阶段期间以及在锁定位置中的截面示意图;以及
图5示出了包括根据本发明的实施方式的起落架的飞行器。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的实施方式的多轮式起落架150,该多轮式起落架150包括具有可转向后轮轴154的转向架152、以及锁定机构101。一致动器156在转向架152与可转向后轮轴154之间延伸。在使用中,致动器156延伸并缩回以改变可转向轮轴的定向。
图3示出了图2的起落架150的锁定机构101的一部分的特写视图。锁定机构101包括锁定构件110,该锁定构件110在其下端部处枢转地连接至转向架152并且在其上端部处枢转地连接至一对弹簧120。当锁定构件110处于图3所示的锁定位置时,锁定构件110的一部分安置在与可转向轮轴154一体地形成的凹部104中。在凹部104中定位有承载垫106(在图3中未示出),并且该承载垫106与锁定构件110的在两侧位于凹部中的部分接触。
在使用中,当需要可转向轮轴154进行枢转运动时,锁定致动器(未示出)设置成抵抗弹簧120的作用并且使锁定构件110旋转远离凹部104,使得可转向后轮轴154能够相对于锁定构件110以及锁定构件110安装在其上的转向架152移动。当轮轴154被锁定在径直向前位置中时,由锁定致动器施加在锁定构件110上的力反向,使得弹簧120和致动器一起作用以使锁定构件110向前旋转直到锁定构件110的一部分定位在凹部104中并且与承载垫106接合为止。
图4(a)至图4(d)示出了根据本发明的第一实施方式的锁定机构101的一系列示意性截面图,其中,锁定机构101分别在(a)非锁定位置中、(b)第一对准阶段期间、(c)第二对准阶段期间以及(d)锁定位置中。
图4(a)示出了关于中心线C对称的锁定构件110。锁定构件的前表面面朝凹部104,该凹部104形成在可转向轮轴102的本体中并且在图4(a)的平面图中观察时具有U形形状。引导表面112从锁定构件110的前部沿着锁定构件110的每一侧向后延伸。引导表面的轮廓是阶梯状的,并且随着距锁定构件110的前部的距离而变化。沿着锁定构件110的侧部以从前至后的顺序,引导表面112包括:第一倾斜部分112a,该第一倾斜部分112a相对于锁定构件的行进方向以一定角度倾斜;第一中间部分112b,该第一中间部分112b具有与第一倾斜部分112a相比大幅减小的倾斜角度;第二倾斜部分112c,该第二倾斜部分112c以与第一倾斜部分112a的倾斜角度不同的角度倾斜;以及第二中间部分112d,该第二中间部分112d沿着大致平行于锁定构件110的中心线C的方向延伸。因此,每个引导表面112当在截面图中观察时具有阶梯状轮廓。每个倾斜部分112a、112c的倾斜度沿着该部分的长度是大致恒定的。锁定构件110的本体朝向每个引导表面112的后部向外突出以形成具有抵接表面114a的止动部114,该抵接表面114a大致垂直于行进方向延伸。因此,当在图4(a)中的截面中观察时,锁定构件110的前侧部(即,最靠近凹部104的端部)比锁定构件110的后侧部窄。
两个承载垫106在凹部104的两侧上彼此对置。每个承载垫106的宽度随着进入凹部104的距离而增大。每个承载垫106的表面的形状设置成与第一中间部分112b、第二倾斜部分112c以及第二中间部分112d互补。在图4(d)中,虚线A用于指示当锁定构件110处于锁定位置时(即,当锁定构件110与承载垫106对准时)锁定构件110的中心线C相对于承载垫106的角度。在图4(a)中所示的非锁定位置中,中心线C相对于虚线A成角度。
在使用中,锁定构件110通过绕其下端部枢转而从非锁定位置向锁定位置移动。如果当这种枢转发生时可转向轮轴处于径直向前位置,那么锁定构件110的枢转运动将使锁定构件110与承载垫106接合。然而,如果如图4(a)中所示,锁定构件和承载垫初始未对准使得锁定构件110的中心线C偏离于垫106之间的轴线A,则需要确保锁定构件110与承载垫106在锁定过程期间变得对准。如果锁定构件不能与承载垫106接合,那么锁定构件例如会卡在凹部104的侧部。如果锁定机构101不能接合,则这会延迟飞行的启程,或在一些情况下需要飞行器飞行返回至站台以使机构被锁定。当从图4(a)中所示的未对准的非锁定位置开始时,锁定构件110在弹簧120的作用下向前朝向凹部104移动直到左手侧引导表面112的第一倾斜部分112a与左手侧承载垫相接触为止(如图4(b)中所示)。
图4(b)示出了在第一对准阶段期间的锁定构件110。锁定构件110的一部分位于凹部104中。左手侧引导表面112的第一倾斜部分112a与对应的承载垫106的最后部拐角相接触。由于在锁定构件110朝向锁定位置的运动期间在第一倾斜部分112a与垫106之间的相对滑动运动,锁定构件110与垫开始对准(如通过如下方式证实的:与如图4(a)相比,线C相对于线A的倾斜角度减小)。由于锁定构件110的向前运动继续,在承载垫106与锁定构件110之间的接触点沿着锁定构件110的第一倾斜部分112a的表面向后移动直到接触点到达第一中间部分112b的起始部为止。第一中间部分112b的倾斜角度与第一倾斜部分112a的倾斜角度相比大幅度减小,并且因此,当承载垫106与锁定构件110之间的最后面的接触点位于中间部分112b上时,锁定构件110向前移动,而没有进行承载垫106进一步与锁定构件110对准的任何显著运动。锁定构件110的进一步的向前运动使得承载垫106变得与第二倾斜部分112c相接触,如图4(c)中所示。
图4(c)示出了在第二后续对准阶段期间的锁定构件110。锁定构件110定位成与图4(b)的状态相比进一步进入凹部104。左手侧引导表面112的第二倾斜部分112c与对应的承载垫106的最后面的拐角相接触。由于在锁定构件110朝向锁定位置的运动期间在第二倾斜部分112c与垫106之间的相对滑动运动,锁定构件110与垫在第二显著运动时段中开始被进一步对准(如通过如下方式证实的:与如图4(b)相比,线C相对于线A的倾斜角度减小)。第一倾斜部分112a和第二倾斜部分112c的倾斜度使得,在该第二运动阶段结束时,承载垫106已经相对于锁定构件110旋转直到承载垫106和锁定构件110被对准并且可转向轮轴154处于径直向前位置为止。在第二对准阶段之后,由于第二中间表面112d基本上平行于行进方向,锁定构件110随后继续向前移动而不使承载垫106相对于锁定构件110进一步进行大幅度旋转。这种向前运动继续直到止动部114的上表面114a在锁定构件110的两侧与承载垫106接触。锁定构件110随后与承载垫106接触,如图4(d)中所示。
图4(d)示出了处于锁定位置的锁定构件110。在锁定构件110的两侧上,引导表面112的第一中间部分112b、第二倾斜部分112c以及第二中间部分112d与对应的承载垫106相接触。每个止动部114的上表面114a与对应的承载垫106的后表面相接触。线C与线A对准。
起落架150和锁定构件110设置成使得当锁定构件处于如图4(d)所示的锁定位置时可转向轮轴处于径直向前位置。因此,使锁定构件与承载垫对准的两阶段的运动还使得可转向轮轴处于径直向前位置。
根据本实施方式的锁定机构可以是有利的,这是因为锁定构件的引导表面的轮廓致使承载垫与锁定构件在两个阶段中被对准,从而降低了锁定构件不能接合的风险。与现有技术的机构相比,锁定构件的两阶段轮廓还可以允许根据本实施方式的锁定机构在非锁定位置与锁定位置之间的运动开始时处理承载垫与锁定构件之间的更大程度的未对准(即,本发明的各实施方式具有相对大的“截获角”)。这会降低锁定机构不能成功地接合的可能性和/或减少在锁定过程开始之前与锁定构件特别紧密地对准的需要。根据本实施方式的锁定机构还可以是有利的,因为中间部分的轮廓会导致所产生的解锁力(参照上文)相对较低,从而进一步降低了锁定机构不能成功地接合的可能性。
虽然已经参照特别地实施方式描述和说明了本发明,本领域的普通技术人员将了解的是,本发明使其本身可以作出在文中未具体说明的许多不同的变型。现在将仅通过示例描述特定的可能变型。
上文描述的实施方式的每个倾斜部分具有沿着该部分的长度恒定的倾斜度。将了解的是,倾斜部分的倾斜度可以沿其长度变化。还将了解的是,承载垫的几何形状会变化并且因此倾斜部段的轮廓会变化,同时仍然产生两个阶段的运动。将了解的是,对准运动可以包括多于两个的的阶段。将了解的是,引导表面可以包括另外的倾斜部分,设置另外的倾斜部分以产生包括另外的阶段的运动。
在上述描述中提到了整体或元件具有已知的、明显的或可预知的等同物的情况下,则这种等同物如同单独阐述那样结合在本文中。应当参照权利要求来确定本发明的真实范围,该范围应当解释为能够包括任何这种等同物。读者还应当认识到,本发明的被描述为是优选的、有利的、方便等的整体或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。此外,应当理解的是,这种可选的整体或特征虽然在本发明的一些实施方式中可能是有益的但在其他实施方式中可能不是理想的,并且因此可能不存在。