滑撬式起落架系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种起落架组件。该起落架组件的一个实施例包括第一滑撬部件和第二滑撬部件，以及前部交叉部件和后部交叉部件。前部交叉部件和后部交叉部件具有连接到第一滑撬部件和第二滑撬部件的前部和后部的集成连接元件。在更具体的实施例中，交叉部件可以是具有开口横截面的梁部件，并且滑撬部件可以是具有封闭横截面的梁部件。
【专利说明】滑撬式起落架系统
【技术领域】
[0001]本申请总体涉及比空气重的飞机领域，并且更具体地涉及抗损坏滑撬式起落架系统。
【背景技术】
[0002]许多现代的飞机，尤其是直升飞机，特征在于具有滑撬式起落架。滑撬式起落架在所有类型的着陆中均能够提供能量衰减，包括正常着陆，硬着陆，自旋转，以及迫降，并且通常必须动态地调整以避免在滚动和滑行模式中产生地面共振。
[0003]传统的滑撬式起落装置通常具有一对交叉管，该交叉管连接到具有四个鞍架的一对滑撬管上。滑撬管通常具有圆形横截面，由铝材挤压制成或者由无缝拉拔铝管制成，并且通常还被化学铣切以降低可能的厚度和重量。然而，化学铣切具有环境复杂性并且需要长的前置时间来制造。当在未开发的表面或瓦砾堆上着陆时这种管也容易被损坏。传统的鞍架是将滑撬管连接到交叉管的机械加工铝件或机械铸造件。由于在垂直或持续着陆中在起落装置具有很高的结构负载，因此通常采用具有螺栓的套接。因此，鞍架基本上影响了制造的成本，气动阻力，重量，部件的数量，以及飞机的组装时间。
[0004]对于使用中的飞机，对交叉管的检查和维护是困难的或者是不可能的，因为进入管的内部受到限制。管和鞍架不得不被移除以将观测仪器插入要检查的管中。此外，即使检查显示具有损坏或腐蚀，由于进入受限也不可能进行修理。
[0005]因此，需要较少制造时间且具有成本效益，环境敏感，并且重量轻的起落装置的设计对于工程师和制造者来说是巨大的挑战。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]被认为是这里描述的起落架系统特有的新颖性特征在所附的权利要求中提出。然而，系统本身以及优选的应用模式，还有其进一步的目标和优点将参照后面的详细描述并结合附图获得最好的理解，其中:
[0007]图1为具有根据本发明的起落架组件的直升飞机的透视图；
[0008]图2为起落架组件的一个典型实施例的透视图；
[0009]图3为起落架组件的一个典型实施例的侧视图；
[0010]图4A为根据本发明的交叉部件的一个实施例的正视图；
[0011]图4B-D为交叉部件的横截面视图；
[0012]图5为根据本发明的滑撬的一个典型实施例的横截面视图；
[0013]图6为根据本发明的滑撬的另一个实施例的横截面视图；
[0014]图7为根据本发明的连接到前端插入物的滑撬的一个实施例的部分透视图；
[0015]图8为与根据本发明的集成连接件的一个实施例的相关的补充细节的部分透视图；
[0016]图9为根据本发明的集成连接件和滑撬梁的具体实施例的部分正视图；[0017]图10为对比制造根据本发明的交叉部件的过程的简化流程图。
[0018]尽管本申请的系统允许具有各种改变和替代形式，但是其具体实施例通过附图中的例子而被示出并且在这里对其进行了详细描述。然而，应该理解的是，这里对具体实施例的描述并不是要将该方法限定于公开的特定形式，恰恰相反，本发明旨在覆盖落入由所附的权利要求所限定的本申请的精神和范围之内的全部的修改，等同以及替代。
【具体实施方式】
[0019]本申请系统的示意性实施例将在下面描述。为了清楚起见，在该说明书中并没有描述实际产品的全部特征。当然还应该意识到的是在任何实际的具体产品的发展中，必须视情况而做出各种具体的决定以实现研发者的具体目标，例如与系统相关以及商业相关的规定相符，从一种产品变换到另一种产品。此外，可以意识到这种发展的结果可能是复杂并且耗时的，但是无疑是得益于本申请的本领域普通技术人员的常规任务。
[0020]在说明书中，如在附图中描绘的，参考标记用于标示各种组件之间的空间关系以及组件的各种方位的空间指向。然而，如本领域技术人员在完整地阅读了本申请之后能够认识到的，这里描述的装置，元件，设备，等等可以设置成任何期望的指向。因此，诸如“上方”，“下方”，“上部”，“下部”或其它类似的用于描述各种组件之间的空间关系或者用于描述这些组件的方位的空间指向的术语的使用应当理解为描述组件之间的相对关系或这些组件的方位的空间指向，而这里描述的装置可以指向任何期望的方向。
[0021]参照所附的图1，示出根据本发明的具有直升飞机起落架102的直升飞机100。直升飞机100包括机身104和主旋翼106。主旋翼106包括连接到一个或多个旋翼轭110和驱动桅杆112的多个主旋翼桨叶108。通过主旋翼106施加给机身104的扭矩被由机身104的尾端部分116承载的尾端旋翼114所抵消。尾端旋翼114包括连接到尾端旋翼桨毂120的多个尾端旋翼桨叶118。主旋翼106和尾端旋翼114在位于驾驶舱124中的飞行员的控制下由驱动装置122供电。每个旋翼桨叶108具有内侧根端126和与其相对的外侧桨叶尖128。每个旋翼桨叶108的根端126连接到其中一个旋翼轭110。起落架102通常包括前端交叉部件130，后端交叉部件132，以及纵向滑撬部件134a-b，其通过交叉部件130和132的塑性变形提供能量衰耗。
[0022]在特定的实施例中，交叉部件130和132可以是具有通过螺栓安装到滑撬部件上的集成鞍架的交叉梁。在更具体的实施例中，这种交叉梁可以具有开口横截面，例如I形梁。I形梁或其它开口横截面梁能够在现场提供现成的检查和维护通道，还有减轻的重量，部件数量，以及组装时间。此外，具有开口横截面的交叉梁通过实质上减少或消除了使用化学铣切来降低用于动态调整的壁以及罩的厚度的需要而改善了制造过程。
[0023]滑撬部件134a_b可以是具有封闭的矩形横截面的滑撬梁，其与圆管相比更轻，当降落在未开发或不平的表面上时，更加重量有效，更结实，并且更加抗损坏。具体的，这种滑撬梁可以是铝锂合金的，具有上部罩和下部罩，其与管相比有更多的远离中性轴的材料，并且与管相比具有两个更加靠近中性轴的垂直壁，这能够使材料用量和重量最小化的同时，为在未开发或不平的表面上着陆提供增强的支撑。此外，这种滑撬梁的横截面使其在用机械加工壁厚取代化学铣切时具有经济可行性，因此降低了环境冲击和减少了生产时间。
[0024]图2为起落架102的一个典型实施例的透视图。起落架102总体包括前部交叉部件202以及后部交叉部件204。交叉部件202和204可以在第一滑撬206和第二滑撬208之间延伸。如图2所示，交叉部件202和204在特定的实施例中大体为U形。前部交叉部件202具有第一前部支腿202a和第二前部支腿202b，其能够向下弯曲并且分别在前部集成连接元件210a和210b处终止。类似的，后部交叉部件具有第一后部支腿204a和第二后部支腿204b。后部支腿204a-b也向下弯曲并且分别在后部集成连接元件212a和212b处终止。连接元件210a将第一前部支腿202a连接到第一滑撬206，并且连接元件210b将第二前部支腿连接到第二滑撬208。同样，连接元件212a-b分别将后部支腿204a_b连接到第一滑撬206和第二滑撬208。滑撬206和滑撬208大体上彼此平行，并且平行于纵向轴214。滑撬206和滑撬208分别具有朝上的前端206a和208a。前端206a和208a可以集成到滑撬206和208中，但是在特定的实施例中，前端206a和208a可以分别被制造并且插入到滑撬206和208以消除在制造滑撬206和208时的弯曲过程。
[0025]图3为起落架102的一个典型实施例的侧视图。前部交叉部件202具有在前部集成连接元件210a处终止的第一前部支腿202a。类似的，后部交叉部件204具有在后部集成连接元件212a处终止的第一后部支腿204a。连接元件210a沿倾角302将第一前部支腿202a连接到第一滑撬206，并且连接元件212a沿倾角304将后部支腿204a连接到第一滑撬206。尽管在图3中看不到，连接元件210b和212b沿基本上相同的倾角将第二前部支腿202b和第二后部支腿204b连接到第二滑撬208。倾角可以动态调节，但是在特定的实施例中，倾角优选地为+/-10度。在更具体的实施例中，倾角302为向前的9度，并且倾角304为向后的9度。如图3所示，前端206a可以连接到滑撬206。
[0026]图4A为可以用在根据本发明的特定实施例的起落架系统中的交叉部件400的正视图。交叉部件400包括中心元件402，支腿元件404a和404b，以及集成的连接元件406a和406η。集成连接元件406a-b通常分别具有滑撬交界面407a和407b，在一个实施例中它们优选的为鞍形或U形。然而在其它实施例中，滑撬交界面407a和407b适于与任意的滑撬交界面形状相一致。在图4A的实施例中，中间部件402和支腿部件404分别具有罩408和410，以及网412。
[0027]如图4B-D所示，罩408a_c以及410a_c通常为圆弧形并且围绕垂直轴对称。网412通常沿着垂直轴纵向定位，并且也围绕垂直轴对称。中间部件402和支腿元件404a-b的横截面可以沿着交叉部件400的长度改变(如图4B-D)所示。更具体的，罩408a-c，410a-c，以及网412a-c的厚度和宽度可以定制以使其不受动态地面振动问题的影响，并且由此基本上消除或减少了对平衡梁或枢轴的需求。中间部件402和支腿部件404具有开口的横截面，例如I形梁。这种开口横截面可以锻造和机械加工制成，由此基本上消除了对昂贵且耗时的过程的需要，例如管弯曲和化学铣切。和传统管设计相比，开口横截面也降低了重量，部件的数量，以及组装时间，并且很大地简化了维护和检查。
[0028]图5为第一滑撬206沿着图3的线D-D的剖面图。具体实施例的准确横截面取决于具体的设计标准，其可以大范围地变化，并且图5所示的实施例仅仅表示滑撬206可以有利地采用的基本挤压横截面A。如图所示，第一滑撬206具有封闭的梁横截面A，其具有罩502a-b和网504a-b。横截面A大体为具有圆角506a_d以及中空内部508的矩形，并且轴X-Y与面心C相交叉。网504a-b在一些实施例中具有大体垂直的壁，与圆管相比其可以更紧密地在一起以减少在向前飞行或盘旋时的气动阻力，并且用于在未开发或不平的表面上着陆时，为接触地面的下表面提供改进的支撑。因此，在运行中网504a-b可以大体上与着陆负载相对应。网504a-b还可以为平面壁，其可以消除或基本上减少通常与圆管所需的机械铣切相关的问题。网504a-b也可以大体上比罩502a-b更长且更薄。横截面，例如横截面A通常也比圆管更加重量有效，因为与类似的管横截面相比，罩502a-b远离中性轴可以具有更多的材料。罩502a-b可以比网504a-b更厚以提高损坏容限并且减少弯曲同时使滑撬206的重量最小化。在更接近于中性轴的区域，网504a-b的垂直方向可以进一步减少在该区域的材料的数量(以及相应的重量)。
[0029]图6为另一个实施例的第一滑撬206沿着图3的线3A的剖面图。更具体的，图6的剖面示出基本挤压横截面，例如图5的横截面A如何进一步精制并且定做以减少滑撬的重量同时维持改进的支撑特征。因此，图6的实施例包括以虚线示出的图5的横截面A，并且进一步包括对于一个实施例中的滑撬206的横截面A进行精制的横截面B。横截面B维持大体矩形的横截面，并且网604a_b还维持大体垂直的壁。然而，罩602a_b与罩502a_b相比可以变平，并且网604a-b的厚度相对于网504a-b减小。也可以进行其它的精制，例如使拐角606a_b变平。
[0030]图7为连接到一个实施例的起落架102的前端插入件702的滑撬700的部分透视图。前端插入件702可以插入到滑撬700中并且采用紧固件704a-b固定，紧固件704a_b穿过滑撬700以及前端插入件702的内部(未示出)。如图7所示，前端插入件702可以进一步采用保持元件706连接到滑撬702。
[0031]图8为关于根据本发明的集成连接元件的一个实施例的补充的细节的部分透视图。集成连接元件800a-b可以具有大致为鞍形或U形的滑撬交界面802a-b，并且其能够采用紧固件806连接到滑撬804。在特定的实施例中，网的尺寸和方向(例如，图5的网504a-b)能够允许两排紧固件806以使材料的贮备尺寸最小化。明显的，由于集成连接元件800a-b和滑撬804可以采用机械加工而不是化学铣切，可以在集成连接元件800a_b和滑撬804中预钻孔，这样能从实质上减少或消除对于冷挤压孔和现场钻孔的需求以替代部件。
[0032]图9为根据本发明的集成连接元件和滑撬梁的具体实施例的部分正视图。在图9的实施例中，集成连接元件900可以具有固定在滑撬部件904上方的鞍形滑撬交界面902。
[0033]这里描述的系统和设备具有显著的优点，已经对其中一些进行了描述。例如，这里描述的滑撬梁可以更轻，更坚固，更不容易在未开发的地面上损坏，并且在向前飞行和盘旋中比圆滑撬管产生更低的气动阻力。这里描述的具有开口的横截面的这种类型的交叉梁还可以比传统的交叉管更轻同时还可以改善检查和维修入口。集成连接元件可以进一步减少气动阻力，重量，部件数量，组装时间以及费用。
[0034]明显的，相对于化学铣切来说，具有集成鞍的滑撬梁和交叉梁可以采用更绿色的技术制造，并且前端插入件消除了滑撬的弯曲过程。图10提供了交叉管的传统制造过程和与根据本发明的一个实施例相关的制造过程的简单对比。如图所示，制造传统圆交叉管需要二十四个分离的过程，但是在根据本发明制造的交叉梁的特定实施例中分离过程的数量可以减少到只有八个。根据本发明的滑撬梁的实施例的制造过程可以具有相似的益处。
[0035]消除化学铣切具有很多好处。例如，这里描述的交叉梁相对于化学铣切的交叉梁通常更容易进行动态调节。改进的动态调节相应地也可以从实质上减少或消除对用于地面共振的平衡梁或枢轴的需求。此外，与需要化学铣切的传统起落架相比一整套起落架可以以更少的时间制造和组装。根据本发明的化学铣切和弯曲过程的消除可以额外提高能够生产组件的供应商的数量同时也能够减少切削量，由此提高竞争力并且进一步降低成本。
[0036]特定的典型实施例已经在附图和上面的描述中示出，但是这些实施例的变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。这里公开的原理可以容易地应用于各种飞机，包括直升飞机和具有滑撬起落架的无人驾驶飞机。前面的描述仅仅是示例性的，但是下面的权利要求不应当被认为局限于图示和描述的具体实施例。
【权利要求】
1.一种起落架组件，包括: 第一滑撬部件； 第二滑撬部件； 前部交叉部件，其具有第一前方集成连接元件以及第二前方集成连接元件，其中第一前方集成连接元件连接到第一滑撬部件的前部，第二前方集成连接元件连接到第二滑撬部件的前部；以及 后部交叉部件，其具有第一后方集成连接元件以及第二后方集成连接元件，其中第一后方集成连接元件连接到第一滑撬部件的后部，第二后方集成连接元件连接到第二滑撬部件的后部。
2.权利要求1的起落架组件，其中第一滑撬部件和第二滑撬部件为具有基本上为矩形的横截面以及中空的内部的梁部件。
3.权利要求1的起落架组件，其中第一滑撬部件和第二滑撬部件为具有基本上为带有圆角的矩形的横截面以及中空的内部的梁部件。
4.权利要求1的起落架组件，其中前部交叉部件和后部交叉部件为具有开口横截面的梁部件。
5.权利要求1的起落架组件，其中前部交叉部件和后部交叉部件为具有开口横截面的I形梁部件。
6.权利要求1的起落架组件，其中: 其中第一滑撬部件和第二滑撬部件为具有基本上为带有圆角的矩形的横截面以及中空的内部的梁部件；并且 前部交叉部件和后部交叉部件为具有开口的横截面的梁部件。
7.权利要求1的起落架组件，进一步包括: 连接到第一滑撬部件的前端的第一前端插入件；以及 连接到第二滑撬部件的前端的第二前端插入件。
8.一种着陆滑撬，包括限定出具有基本上为矩形的横截面和中空的内部的细长梁的壁。
9.权利要求8的着陆滑撬，其中细长梁包括相对的第一罩和第二罩以及相对的第一网和第二网。
10.权利要求9的着陆滑撬，其中细长梁具有沿着第一罩和第二罩的加厚部分。
11.权利要求8的着陆滑撬，其中细长梁包括相对的第一罩和第二罩以及相对的第一网和第二网，并且第一网和第二网排列成当与水平表面接触时接纳垂直负载。
12.权利要求11的着陆滑撬，其中细长梁具有沿着第一罩和第二罩的增厚部分。
13.权利要求8的着陆滑撬，其中基本上为矩形的横截面具有圆角，相对的水平部件具有沿着中心轴的增厚部分，并且相对的垂直部件排列成当与水平表面接触时接纳负载。
14.权利要求8的着陆滑撬，其中细长梁具有适于容纳连接到交叉部件的螺栓的预钻孔。
15.一种交叉梁设备，包括: 具有第一端和第二端的中心元件部分； 与第一端相邻的第一集成支腿部分；与第二端相邻的第二集成支腿部分； 与第一集成支腿部分相邻的第一集成连接部分；以及 与第二集成支腿部分相邻的第二集成连接部分； 其中第一集成连接部件和第二集成连接部件具有适于固定滑撬部件的连接交界面。
16.权利要求15的交叉梁设备，其中连接交界面为鞍形连接交界面。
17.权利要求15的交叉梁设备，其中第一集成连接部分和第二集成连接部分具有容纳连接到滑撬部件的螺栓的预钻孔。
18.—种飞机,包括: 机身；以及 连接到机身的起落架，其中该起落架包括: 第一滑撬部件； 第二滑撬部件； 前部交叉部件，其具有第一前方集成连接元件以及第二前方集成连接元件，其中第一前方集成连接元件连 接到第一滑撬部件的前部，第二前方集成连接元件连接到第二滑撬部件的前部；以及 后部交叉部件，其具有第一后方集成连接元件以及第二后方集成连接元件，其中第一后方集成连接元件连接到第一滑撬部件的后部，第二后方集成连接元件连接到第二滑撬部件的后部。
19.权利要求18的飞机，其中第一滑撬部件和第二滑撬部件为具有基本上为矩形的横截面和中空的内部的梁部件。
20.权利要求18的飞机，其中第一滑撬部件和第二滑撬部件为具有基本上为带有圆角的矩形的横截面和中空的内部的梁部件。
【文档编号】B64C25/52GK103648908SQ201180072295
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2011年8月2日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】W·A·阿曼达, D·H·哈梅尔赖特, F·J·霍利克, D·W·斯普林格, W·D·丹尼森 申请人:贝尔直升机泰克斯特龙公司