Устройство для раскрутки колеса шасси самолета при полете перед приземлением

Устройство для раскрутки колеса шасси самолета при полете перед приземлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области авиации и авиастроения, касается способов и устройств, предназначенных для повышения качества и безопасности приземления самолета, и может найти применение при авиаперевозках.

Наиболее эффективно использование изобретения при эксплуатации пассажирских и большегрузных, супертяжелых самолетов.

Известны способы снижения динамических нагрузок, а именно трех основных ударных сил: вертикального удара переднего удара и бокового удара, действующих на шасси при контакте колес с посадочной поверхностью, при приземлении самолета, путем амортизации с помощью демпфирующих устройств.

Но демпфирующие устройства недостаточно эффективно снижают нагрузки от переднего удара, от сил, возникающих из-за инерционности колес, находящихся в момент контакта с посадочной поверхностью в неподвижном состоянии.

При этом из-за изгиба штоков демпферов и увеличивающегося скачком трения в буксах и уплотнениях сила переднего удара возрастает.

Применение различных демпфирующих устройств (телескопических, с использованием наклоненных и качающихся стоек, рычажных и полурычажных схем крепления шасси и т.д.) при существенном усложнении конструкции только частично решают проблему снижения силы переднего удара.

Наиболее близкими изобретению являются известные способ приземления самолета на движущуюся платформу и устройство для его осуществления, описанные в [1].

Сущность известного способа состоит в том, что самолет приземляется на горизонтальную платформу, движущуюся в направлении его посадки, со скоростью, равной посадочной скорости самолета. Для этого в процессе снижения самолета платформу приводят в движение, увеличивая ее скорость до значения посадочной скорости самолета, направление полета которого при этом выравнивают по горизонтали и по направлению движения платформы.

Осуществляющее данный способ устройство представляет собой установленную на роликах поверхность, приводимую в движение с помощью приводов.

Недостатком данного способа является то, что для своего осуществления он требует жесткого выполнения, как минимум, трех основных условий:

- горизонтальности посадочного полета самолета;

- строгого равенства значений посадочной скорости самолета и скорости движения платформы;

- полного совпадения направлений посадочного полета самолета и движения платформы.

При несоблюдении этих условий действие сил переднего и бокового ударов возрастает, возникает опасность повреждения и срыва платформы, опрокидывания самолета.

Осуществляющее данный способ устройство конструктивно сложно, громоздко, энергоемко и трудоемко в эксплуатации, требует создания дополнительных сооружений и инфраструктуры.

Все это не способствует повышению качества и безопасности приземления самолета.

С целью повышения качества и безопасности приземления за счет снижения действия на шасси сил переднего и частично бокового ударов при существенном упрощении конструкции и эксплуатации реализующего его устройства и предлагается данное изобретение.

Поставленная цель достигается тем, что непосредственно перед приземлением колеса шасси раскручивают в направлении полета до скорости, равной скорости их вращения при касании посадочной поверхности.

Устройство для осуществления способа состоит из самих колесных шасси, дополнительно оборудованных связанными с колесами приводами с возможностью автоматического раскручивания и регулирования скорости их вращения в зависимости от посадочной скорости самолета.

При этом возможны следующие варианты конструкции:

- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на стойках шасси или на корпусах колес (корпусах-рамах колесных тележек) двигателей (моторов), например, в виде электродвигателей или гидродвигателей, взаимодействующих непосредственно или через передаточный механизм с осями или корпусами колес шасси (в зависимости от их конструкции);

- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на стойках шасси двигателей (электродвигателей или гидродвигателей), связанных с колесами цепной передачей;

- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин, закрепленных на стойках шасси, и подведенных к турбинам сопловых элементов, а также аккумуляторов высокого давления с рабочим телом, в частности газовых баллонов, оснащенных автоматическими регуляторами его расхода и соединенных трубопроводами с сопловыми элементами;

- устройство выполнено с приводами, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин и закрепленных на стойках шасси воздухозаборников (диффузоров), оборудованных автоматическими регуляторами расхода воздуха, и подведенными к турбинам сопловыми элементами.

- устройство выполнено с приводом, состоящими из установленных на корпусах колес шасси турбин, закрепленных на стойках шасси, и подведенных к турбинам сопловых элементов и установленного на корпусе самолета общего для них диффузора, оборудованного автоматическими регуляторами расхода воздуха и соединенного с сопловыми элементами трубопроводами.

В зависимости от конструкции шасси возможно комбинированное использование данных устройств.

Изобретение поясняется на следующих чертежах.

На фиг.1 показан момент приземления самолета с раскрученными колесами шасси.

На фиг.2 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на стойках шасси двигателей (моторов), связанных с осями или корпусами колес.

На фиг.3 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на стойках шасси двигателей (моторов), связанных с колесами цепной передачей.

На фиг.4 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на корпусах колес шасси турбин и аккумулятора высокого давления, в частности газового баллона, соединенного трубопроводами с подведенными к турбинам сопловыми элементами.

На фиг.5 показана конструкция устройства, содержащего приводы, состоящие из установленных на корпусах колесах шасси турбин и закрепленных на стойках шасси воздухозаборников (диффузоров), оборудованных подведенными к турбинам сопловыми элементами.

Описываемый способ приземления самолета 1, включающий его посадку на колеса 2 шасси 3 со стойками 4, состоит в том, что непосредственно перед приземлением колеса 2 шасси раскручивают в направлении полета до скорости, равной скорости их вращения, какую они должны иметь при данной посадочной скорости самолета 1 в момент касания посадочной поверхности (фиг.1):

5 - направление полета самолета с посадочной скоростью Vc.

6 - направление вращения (раскрутки) колес 2 с окружной скоростью Vk=Vc.

7 - посадочная поверхность.

8 - направление действия на колесо 2 касательной силы (F), возникающей из-за инерционности неподвижного в момент контакта колеса 2 с посадочной поверхностью 7.

Благодаря раскрученности колес 2 до Vk=Vc действие ударных инерционных сил (F) (составляющих силу переднего удара на стойку шасси) в момент приземления самолета 1 практически исключается.

При этом нет надобности выравнивания полета до горизонтали.

Вместе с тем раскрученность колес 2 снижает опасность их разрушения при попадании на неровности посадочной поверхности 7 (бугорок, впадину, камушек).

Кроме того, вращение колес 2 в начальный момент посадки повышает устойчивость движения самолета по посадочной полосе, в особенности при посадке на мокрый асфальт (снижается вероятность движения юзом).

Наконец, раскрученность колес до посадочной скорости вращения существенно снижает их износ из-за трения в момент контакта о поверхность 7. Соответственно повышается эксплуатационный ресурс колес.

Устройство для осуществления данного способа состоит из самих шасси 3, дополнительно оборудованных связанными тем или иным образом с колесами 2 приводами с возможностью перед посадкой их автоматического раскручивания и регулирования скорости вращения в зависимости от посадочной скорости самолета 1.

После посадки приводы или отключаются, или могут переключаться на работу в обратную сторону для торможения колес.

В зависимости от конструкции шасси 3 и вида (типа) используемого привода возможны самые различные конструкции описываемого устройства.

Так, устройство выполнено содержащим приводы, состоящие из установленных на стойках 4 шасси двигателей (моторов) 9 в виде электродвигателей или гидродвигателей, взаимодействующих с осями или корпусами 10 колес 2 (в зависимости от способа установки колеса 2 на стойке 4) (фиг.2).

Например, с вращающейся осью колеса 2 вал двигателя 9 может быть соединен с помощью втулки, а при неподвижной оси с корпусом колеса - с помощью зубчатого сцепления. Все эти и всевозможные другие соединения хорошо известны.

При этом двигатели 9 могут быть установлены на стойках 4 шасси и связаны с колесами 2 цепной передачей 11 (фиг.3);

12, 13 - звездочки, установленные соответственно на валу двигателя 9 и на оси или на корпусе 10 колеса 2 (в зависимости от способа его установки на стойке 4).

В другом варианте устройство выполнено с приводами, состоящими из турбин 14, установленных на корпусах 10 колес 2 шасси, подведенных соплами к турбинам 14 сопловых элементов 15 и аккумуляторов высокого давления с рабочим телом, в частности газовых баллонов 16, оборудованных автоматическими регуляторами 17 его расхода (для регулирования скорости вращения турбин 14) и трубопроводами 18, соединяющими баллоны 16 с сопловыми элементами 15 (фиг.4):

19 - направление истечения газовой струи из сопла на турбину 14 колеса.

Аккумуляторы высокого давления с рабочим телом, в частности газовые баллоны, 16 могут быть размещены в корпусе или закреплены под корпусом самолета 1.

В следующем варианте устройство выполнено содержащим приводы, выполненные состоящими из установленных на корпусах 10 колес 2 шасси турбин 20 и закрепленных на стойках 4 диффузоров 21, оборудованных подведенными соплами к турбинам 20 колес 2 шасси сопловыми элементами 22, оснащенными автоматическими регуляторами 23 расхода воздуха известной конструкции (фиг.5).

В качестве общего аккумулятора высокого давления одновременно для всех колес 2 и всех шасси 3 может быть использованы штатные (имеющиеся на самолете 1) или специально установленные и соответствующим образом оборудованные диффузоры 24 (см. фиг.1), соединенные трубопроводами 18 (показаны пунктиром) с сопловыми элементами 15, 25 - направление входящего в диффузор 21 при полете потока воздуха.

В случае конструкции шасси 3 с колесной тележкой устройство выполнено с общим для ее колес приводом, содержащим установленный на корпусе-раме колесной тележки двигатель (мотор), связанный с колесами известными передаточными механизмами, например, с помощью зубчатых и цепных передач, как это показано на фиг.1 и 2.

В зависимости от конструкции шасси возможно комбинированное использование различных типов (видов) приводов.

Вышеописанные способ приземления самолета и реализующие его устройства могут существенно повысить качество и безопасность посадки самолетов, в особенности большегрузных и супертяжелых.

Использованные источники

1. Патент РФ №2093429, МКИ B64F 1/00.

Устройство для раскручивания колеса шасси самолета при полете перед приземлением, включающее стойку шасси с колесом (колесной тележкой) и механизм раскручивания, отличающееся тем, что, с целью исключения за счет полета дополнительных затрат энергии на раскручивание и упрощения механизма раскручивания, колесо шасси оснащено турбинными лопатками, закрепленными с боков на ободе колеса, а на стойке шасси над колесом установлен воздухозаборник с регуляторами забора воздуха и соплами, направленными сверху на турбинные лопатки, расположенные на передней по направлению полета части обода колеса.