一种起落架折叠式收放结构及其收放方法与流程

本发明涉及飞机起落架，特别是一种用于飞机起落架的折叠式收放结构及其收放方法。

背景技术

随着中小型飞机和无人机的飞速发展，高速、高性能、高可靠性航空器的需求日益增加，对收放式前起落架的收藏空间和收放可靠性提出了更高的要求。中小型飞机和无人机由于受重量、空间和气动外形的限制，要求飞机前部起落架舱的空间尽可能紧凑；同时飞机前部的挂载限制了起落架收放的包络空间。

目前针对中小型飞机和无人机的可收放式前起落架，其结构一般由两部分组成：驱动装置——收放作动筒；执行机构——起落架支柱，并由收放作动筒带动起落架绕固定轴实现旋转收放。如图1所示：起落架支柱3和收放作动筒1均安装在飞机机体上，并可绕安装轴转动。收放作动筒活塞杆与起落架支柱直接铰接，收放作动筒安装位置根据实际情况一般位于起落架支柱前部或后部，收放时起落架朝作动筒伸缩方向运动。这种起落架收放方式结构简单，收放作动筒直接驱动起落架旋转收放，通常这种结构收放作动筒的行程较长，导致收放作动筒需要更大的空间布置，从而增大了起落架舱14的收藏空间；这种收放方式收放作动筒布置在起落架收放运动同侧，对于朝机头收放的前起落架，由于机身前部空间有限，往往对起落架的安装和布置带来局限；同时这种结构在收上位置附近收放作动筒压力角较小，导致工作效率偏低。

技术实现要素：

为了克服上述起落架收放结构的缺点和局限性，本发明提供一种起落架折叠式收放结构及其收放方法，使其收放作动筒的行程较短，收藏空间较小，适用于朝机头收放的前起落架。

本发明提供的一种起落架折叠式收放结构，包括收放作动筒和起落架支柱，所述收放作动筒的一端铰接一支臂的中部，且所述收放作动筒的另一端和支臂的一端与机体铰接固定，使收放作动筒和支臂组成摆动导杆机构；所述支臂的另一端铰接所述起落架支柱的上端一侧，起落架支柱的上端另一侧、上卡块锁撑杆、下卡块锁撑杆、撑杆和起落架支柱的下端依次铰接成一体形成平面连杆机构，且所述下卡块锁撑杆和撑杆之间的第七铰接轴固定于机体上；所述摆动导杆机构和平面连杆机构中各铰接轴及各连接轴线均处在同一平面内，各连接轴线绕各铰接轴的旋转运动以及所述收放作动筒的活塞杆伸缩运动也均处在所述平面内。

上述方案的进一步改进为，所述平面连杆机构中设置用于实现起落架放下位置锁定的卡块锁。

上述方案的进一步改进为，所述卡块锁由上卡块撑杆、下卡块撑杆、锁钩、一组锁钩拉簧、一组撑杆拉簧组成，所述锁钩的内侧设置用于卡住上、下卡块撑杆接触面的锁槽，所述锁钩拉簧设置于锁钩的中部与上、下卡块撑杆的铰接轴之间，所述撑杆拉簧设置于上、下卡块撑杆的铰接轴与所述撑杆之间，上锁时，上、下卡块撑杆呈直线设置状态，且其接触面相互抵触实现端面止动，在锁钩拉簧和撑杆拉簧的预紧力作用下，锁钩将上、下卡块撑杆的接触面卡在锁槽中。

本发明提供的一种上述起落架折叠式收放结构的收放方法包括以下步骤：

1）收放作动筒的活塞杆伸缩，带动支臂绕与机体固定的第三铰接轴旋转；

2）支臂的旋转带动包含起落架支柱在内的平面连杆机构绕与机体固定的第七铰接轴旋转；

3）平面连杆机构在旋转过程中折叠，起落架支柱绕第四铰接轴旋转收放。

所述起落架放下过程中，当上卡块撑杆和下卡块撑杆的接触面相贴合时，起落架到达放下位置并上锁。

所述起落架在放下位置开始向上收时，上、下卡块撑杆绕第八铰接轴旋转靠拢，克服锁钩拉簧和撑杆拉簧的预紧力完成开锁。

与现有技术相比，本发明结构的有益效果是：

1）与传统收放形式相比，本发明起落架在向上收的过程中不是绕固定点转动，而是随动点——第四铰接轴o23运动并绕该点旋转（第四铰接轴o23运动轨迹见图4），在平面连杆机构共同作用下实现起落架的折叠收放，减小了起落架收放的包络空间；

2）经过平面连杆机构的逐级放大，收放作动筒只需以较小的行程实现起落架较大角度的旋转收放，以达到起落架收上状态结构紧凑的目的，减小收藏空间；

3）起落架可向前（机头方向）收放，而收放作动筒布置在起落架支柱后方，且一般飞机越靠近机头空间越局促，该结构更有利于起落架安装和布置；

4）起落架可向前收放，并借助气动力完成放下动作，提高起落架放下可靠性，可根据实际情况考虑取消应急放功能和相关设备，在满足可靠性的前提下进一步优化起落架结构的重量和空间；

5）集成式下位锁靠锁钩拉簧和撑杆拉簧的预紧力和结构的限位实现位置锁定，不需要额外的上锁装置和动力源。

附图说明

图1为目前常见的前起落架布局简图。

图2为本发明的实例图。

图3a为本发明放下状态结构简图。

图3b为本发明放下状态结构原理图。

图3c为本发明收上状态结构原理图。

图4为本发明起落架收放机构的运动轨迹简图，图中实线为放下状态示意，虚线为收上状态示意。

图5为本发明的起落架下位锁实例图。

图6为本发明实例的起落架下位结构详图。

图7为图6的局部放大图。

在图中：

1-收放作动筒；2-支臂；3-起落架支柱；4-上卡块撑杆；5-锁钩；6-下卡块撑杆；7-撑杆；8-机轮轮胎；9-接触传感器；10-传感器触头；11-锁钩拉簧；12-撑杆拉簧；13-锁槽；14-起落架舱；15-轮轴中心轨迹；16-第四铰接轴o23运动轨迹；17-接触面端面止动；o01-第一铰接轴、o12-第二铰接轴；o02-第三铰接轴、o23-第四铰接轴；o34-第五铰接轴；o37-第六铰接轴；o67-第七铰接轴；o46-第八铰接轴。

具体实施方式

如图2所示，本发明起落架折叠式收放结构一实施例包括摆动导杆机构和平面连杆机构，其中收放作动筒1和支臂2组成摆动导杆机构，摆动导杆机构靠收放作动筒1的伸缩运动给起落架收放提供动力源；起落架支柱3、上卡块锁撑杆4、下卡块锁撑杆6和撑杆7依次铰接成一体形成平面连杆机构，平面连杆机构在支臂2的摆动驱动下实现起落架的折叠收放，从而减小起落架的收放和收藏空间。

如图3a－图3c所示，收放作动筒1一端与机体连接于第一铰接轴o01，另一端与支臂2中端铰接于第二铰接轴o12；支臂2可绕上端第三铰接轴o02转动且该第三铰接轴o02与机体固定，下端与起落架支柱3的上端左侧铰接于第四铰接轴o23；起落架支柱3的上端右侧与上卡块撑杆4的一端铰接于第五铰接轴o34，起落架支柱3的下端一侧与撑杆7的下端铰接于第六铰接轴o37，撑杆7的上端与下卡块撑杆6的一端铰接于第七铰接轴o67且第七铰接轴o67与机体固连，上卡块撑杆4的另一端与下卡块撑杆6的另一端铰接于第八铰接轴o46，且第一、二、三、四、五、六、七、八铰接轴及连接轴线均处在同一平面xz内；各连接轴线绕各铰接轴的旋转运动（包括收放作动筒绕o01转动）以及收放作动筒活塞杆的伸缩运动也均处在平面xz内。

通过现有技术的驱动装置，收放作动筒1带动支臂2绕第三铰接轴o02转动从而带动起落架支柱3提升或放下，其中，图3a为放下状态结构图，图3b为放下状态结构原理图，图3c为收上状态结构原理图,图4为本发明起落架收放机构的运动轨迹简图，图中实线为放下状态示意，虚线为收上状态示意。

在收放作动筒1的驱动下，支臂2在平面xz内绕第三铰接轴o02旋转运动从而带动平面连杆机构运动，促使起落架支柱3在提升或放下过程中绕第四铰接轴o23旋转折叠至收上或放下位置。

如图5－图7所示，本发明在平面连杆机构中集成了一个卡块锁实现起落架的放下位置锁定。卡块锁由上、下卡块撑杆4、6和锁钩5以及一组锁钩拉簧11、一组撑杆拉簧12组成。上、下卡块撑杆4、6的接触面分别设置可相互抵触的端面，锁钩5的内侧设置锁槽13，锁钩拉簧11设置于锁钩5的中部与第八铰接轴o46之间，撑杆拉簧12设置于第八铰接轴o46与撑杆7之间。当起落架放下时，上、下卡块撑杆4、6呈直线设置状态，且其接触面相互抵触，实现端面止动（如图7），使起落架不能继续向下运动，从而达到放下位置；锁钩5在锁钩拉簧11作用下将上、下卡块撑杆4、6的接触面卡在锁槽13中，完成上锁，同时靠锁钩拉簧11和撑杆拉簧12提供预紧力防止意外开锁。

本发明起落架折叠式收放结构的收放过程为平面收放运动，运动轨迹如图4所示，包括以下几个步骤：

1)收放作动筒1的活塞杆伸缩，带动支臂2绕第三铰接轴o02旋转；

2)支臂2的旋转带动包含起落架支柱在内的平面连杆机构绕与机体固定的第七铰接轴o67旋转；

3)平面连杆机构在旋转过程中折叠，起落架支柱3绕第四铰接轴o23旋转收放；

4)起落架在放下过程中，当上卡块撑杆4和下卡块撑杆6的接触面相贴合，起落架到达放下位置并上锁；

5)起落架在放下位置开始向上收时，上、下卡块撑杆绕第八铰接轴o46旋转靠拢，克服锁钩拉簧11和撑杆拉簧12的预紧力完成开锁。