特别用于飞行器的冲击吸收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冲击吸收系统，特别地涉及航空航天领域中的冲击吸收系统。更特别地，本发明涉及一种用于吸收飞行器的冲击动能的至少一部分的装置。根据本发明的装置可应用于具有固定起落架滑撬的固定翼或者旋翼垂直起飞飞行器。根据本发明的装置还可以应用于具有安装在轮子或者滑撬上的固定底架的小型固定翼旅游飞行器。根据本发明的装置还可以应用于其它起落部件，例如，用于在公海中执行作业的水上飞机或者直升飞机的浮筒。
【背景技术】
[0002]在以下的描述和权利要求中，术语“固定起落架滑撬”(或者仅仅“滑撬”或者“固定滑撬”)将用来表示旋翼或者固定翼垂直起飞飞行器的起落滑撬、小型固定翼旅游飞行器的固定底架(其还可以安装在轮子上)或者其它起落部件(例如，用于在公海中执行作业的水上飞机或者直升飞机的浮筒)。
[0003]已知用于减少因飞行器和障碍物(例如地面)之间的冲击所产生的后果的各种系统。可以根据它们的致动和使用模式将这些安全系统分成主动系统和被动系统。
[0004]主动系统包括所有设计成尽可能地避免可能会危及乘客和机组人员生命的情形的装置。主动系统包括火警检测与抑制系统、应急供氧系统和用信号通知飞行器运行出现故障的所有报警系统。被动系统包括所有用来限制在飞行期间出现事故之后可能发生的损坏的装置。被动系统包括用于熄灭在冲击之后可能引发的任何火灾或者用于防止燃料箱爆炸的系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于飞行器被动安全性的冲击吸收装置，所述冲击吸收装置可以在建造新飞行器期间以及在改装飞行器期间以最小侵入的方式结合到现有结构中。
[0006]目前，已知两种主要的被动安全系统，其用于减小飞行器的固定起落滑撬和地面之间的冲击效应。
[0007]第一种已知系统包括位于其底部的一个或者多个气囊型充气垫，所述气囊型充气垫定位在飞行器的外部。这种系统目前很少应用在民用和军用航空工业中，原因在于就能量吸收而言其贡献稍稍有限并且在任何情况下均会对飞行器结构造成巨大损坏。特别地，旋翼飞行器的尾部在与地面冲击时被完全毁坏。此外，这种已知系统仅仅被批准和推荐在海面或者水面上起落时使用。实际上，气囊如果与地面上的粗糙物接触，其可能被刺破。
[0008]第二种已知系统构想使用由塑料或类似材料制成的碰撞盒，所述碰撞盒固定到飞行器的底部。这种系统存在的问题是碰撞吸能盒非常笨重，难以就尺寸进行设计并且在强外力冲击期间难以施以控制。
[0009]W02010/141628(W0’ 628)公开了一种用于直升飞机的起落架的阻尼器，其具有:筒；活塞，所述活塞限定了位于活塞和筒底端之间的第一液压腔以及位于活塞和筒顶部之间的第二液压腔；堆叠的碟簧，所述碟簧以压缩状态设置在第一液压腔内、筒底端和活塞之间。碟簧中的每一个均具有大体凹入侧和相对的大体凸出侧，碟簧以交替方式堆叠，使得任意两个毗邻的垫圈的相同侧部定位成相互毗邻。阻尼器由底部衬套固定到滑撬上并经由顶部衬套进一步固定到直升飞机上。
[0010]不利的是，W0’628的阻尼器布置在滑撬支腿的外部。这继而改变了飞行器的空气动力学阻力，并引发非常不利的后果，结果降低了飞行性能并增加了燃料消耗。
[0011]此外，W0’628的阻尼器设计成仅仅在压缩作用下使用并且不具有因将附件锚固到起落架而产生的大的拉伸强度。
[0012]本发明的目的是提供一种用于吸收飞行器的固定起落滑撬与地面之间的冲击动能的至少一部分的装置，其解决了已知技术方案所存在的问题。
[0013]根据第一个方面，本发明提供了一种飞行器的固定起落滑撬的冲击吸收装置。该冲击吸收装置包括凹元件、凸元件以及布置在所述凹元件和所述凸元件之间的芯部，其中，所述凹元件包括腔，所述凸元件包括用于支撑所述芯部的支撑和压力表面，其中，所述芯部包括金属材料本体，所述本体具有受控的塑性变形而且不会弹性恢复以及不会回弹，其中，所述冲击吸收装置包括:
[0014]第一适配器，所述第一适配器连接到所述凸元件，用于将所述冲击吸收装置连接到所述固定起落滑撬的第一管状区段；和
[0015]第二适配器，所述第二适配器连接到所述凹元件，用于将所述冲击吸收装置连接到所述固定起落滑撬的第二管状区段。
[0016]芯部可以例如包括具有蜂巢结构的挤压体或者包括具有螺旋缠绕的金属衬底的本体。
[0017]衬底可以包括连结在一起的波纹状薄板和平坦薄板。
[0018]有利地，芯部可以至少部分地由铝或者铝合金制成。
[0019]芯部可以被阳极化和/或喷砂和/或抛光处理。
[0020]芯部可以通过粘合剂连接到所述凸元件和/或所述凹元件。作为通过粘合剂连接的附加方案或者替代方案，芯部可以通过螺纹元件连接到所述凸元件并且可以通过另外的螺纹元件连接到所述凹元件。可替代地，可以使用穿过芯部内部的非螺纹杆。
[0021 ] 在本发明的实施例中，所述冲击吸收装置还可以包括至少一个适配器，所述适配器连接到所述凸元件或者凹元件。所述适配器设计成用于连接到管状结构，所述管状结构将起落滑撬连接到飞行器。
[0022]根据另一个方面，本发明提供了一种包括如上所述的冲击吸收装置的飞行器。
【附图说明】
[0023]参照附图阅读，从以下以非限制性示例给出的描述中，本发明将变得更加清晰，其中:
[0024]图la、lb和lc是带有结合根据本发明的冲击吸收装置的固定起落滑撬的飞行器的简图；
[0025]图2是根据本发明的冲击吸收装置的第一实施例的局部分解轴测图；
[0026]图3是根据图2的冲击吸收装置的局部分解轴测图；
[0027]图4和图5示出了根据图2的冲击吸收装置的凸元件；
[0028]图6和图7示出了根据图2的冲击吸收装置的凹元件；
[0029]图8是根据图2的冲击吸收装置的垫片元件的轴测图；
[0030]图9是根据图2的冲击吸收装置的适配器的轴测图；
[0031]图10和图11以横截面示出了根据图2的冲击吸收装置的适配器的两个变形；
[0032]图12是根据本发明的安装有防护波纹管的冲击吸收装置的局部截面图；
[0033]图13a、13b、13c、13d和13e是根据本发明的芯部的示意性横截面；
[0034]图14是根据本发明的冲击吸收装置的第二实施例的纵截面图；和
[0035]图15是根据本发明的冲击吸收装置的第三实施例的纵截面图。
【具体实施方式】
[0036]图la和图lb示出了具有固定起落滑撬的飞行器1，所述固定起落滑撬结合根据本发明的装置10。根据本发明的装置10可以应用于具有固定起落滑撬的旋翼或者固定翼垂直起飞飞行器，包括直升飞机、旋翼式螺旋桨飞机或者飞行平台。如图1C所示，根据本发明的装置10还可以应用于小型旅游飞行器，所述小型旅游飞行器具有安装在轮子或者滑撬上的固定底架或者具有支撑浮筒或类似物的固定结构。
[0037]图2示出了根据本发明的第一实施例的装置10的局部分解图。该图还示出了滑撬1A的一部分和管状结构的部分1B和1C，管状结构的这两个部分将滑撬1A连接到飞行器10的其余部分。参照图2和图3，装置10包括凹部件20、凸部件30和芯部40。在优选实施例中，装置10还包括两个适配器50。该装置还可以包括防护波纹管70和固定夹子71，所述固定夹子用于紧固防护波纹管70的端部。
[0038]在图6和图7中还不出了根据第一实施例的凹部件20。优选地，凹部件具有横截面为圆形的中空圆柱体的大致形式，所述中空圆柱体具有敞开端部21和封闭底部22。封闭底部包括中央通孔23。封闭底部还可以包括开口 24(例如，通过铣削形成)，以便减轻部件的重量。
[0039]如图3所示，通孔23适用于接收并且保持诸如内六角圆柱螺钉的螺纹元件25。螺纹元件25设计成将凹部件固定到将在以下描述中更加全面地描述的适配器50。有利地，螺纹元件通过螺母和垫圈251、252锁定(图3)。
[0040]优选地，凹部件20由单件金属材料构成，例如钢、不锈钢、铝、铝合金、钛、钛合金或类似材料。例如，可以使用铝合金6082。这种合金在加工期间具有极佳的可锻性、硬度、结构强度和耐磨性。作为铝合金6082的替代方案，可以使用铝合金7075、铝合金5053或者结构钢。钢和钛增加了装置的重量，但是提供了更大的抗应力性。在其它实施例中，凹部件20由复合材料制造。
[0041]在一个实施例中，凹部件20的内径大约为135mm，外径大约为145mm。凹部件20的内表面25的长度(从封闭底部22至敞开端部21)为大约170mm。
[0042]在图4和图5中还示出了根据第一实施例的凸部