专利名称：双撑杆静定式起落架的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机起落架组件，特别是涉及用于大型商业飞行器的静定式设计的主起落架。
背景技术：
大型商业喷气式飞机通常包括两个主起落架组件，它们连于靠近机身的机翼下侧。起落架组件在展开时向下延伸，以在着陆和滑行过程中支撑飞机。起落架组件在缩回时收起到飞机机身的起落架舱中。在飞机正常操作时，起落架组件受到几种机械载荷。例如，当飞机静止或缓慢滑行时，起落架组件必须承受飞机的静重载荷。当飞机在跑道上触地时，主起落架组件还受到大的竖直载荷。在触地时并且当刹车时，还会有大的向后的阻力载荷。另外，在转向操纵时，起落架组件受侧向载荷。所有这些不同的载荷条件被起落架的各部件并根本上是被将起落架连于飞机的起落架支撑结构反作用。因此，已经投入相当多的设计和开发精力来提供起落架组件，其中起落架载荷路线几何结构在飞机机翼和机身之间分布载荷。
已经采用的成功地在飞机机翼和机身之间分布载荷的一种设计采用了四个独立的连接点来将起落架组件连接到飞机。尽管采用四个连接点已经成功地用来在飞机(例如波音767和777)中分布载荷，但该布置有缺点和劣势。特别是，因为采用了四个连接点，所以内在载荷和连接载荷是超静定的。因此，在飞机机翼和机身之间的载荷分布取决于那些将起落架连于机翼和机身的部件的劲度。因此，设计和开发四点式起落架连接布置提出了艰巨的任务。特别是，在设计和开发飞机时，要求做出改变，以实现用于将起落架连到飞机的四个连接点的结构的劲度。为了适应这些改变，可能有必要在四点式连接布置中进行这样的改变，它们增加了额外的重量，或者在极端情况下可能要求重新设计。
另一个设计考虑是，大型商业飞机的主起落架设计成在严重过载条件下从飞机断开，例如在偏离跑道的偏移、高降速的着陆等等时，以便起落架不会破开容纳在机翼中的油箱。在一些布置中，由于悬臂耳轴支撑的缘故，用来将起落架与飞机连接的耳轴连接非常坚挺。在该布置中，耳轴通常承载极高的载荷，因此要求耳轴销应该是高强度的保险杆，以实现起落架断开。由于采用高强度保险销而导致的非常大的设计载荷构成了关于飞机翼箱必要尺寸的缺点。
发明内容
根据本发明，主起落架组件在四个点连于飞机。折叠式阻力撑杆和折叠式侧撑杆以常规方式在起落架减震支柱以及飞机机翼和机身结构之间延伸，以形成其中两个起落架连接点。另外两个连接点为位于从后翼梁延伸的悬臂支撑上的前后耳轴。在本发明的优选实施例中，后耳轴提供了用于从起落架减震支柱上端纵向地延伸的耳轴凸耳的连接。前耳轴与减震支柱上端隔开，且枢转地接纳耳轴连杆的一端。耳轴连杆的另一端枢转地连接到从起落架减震支柱上端径向延伸的耳轴。作动器在减震支柱上部和耳轴连杆中央区域之间延伸。在优选实施例中，作动器的一端被耳轴地安装到耳轴连杆的中央区域。在操作中，作动器实际上用来锁定和解锁前耳轴布置，以便当侧撑杆和阻力撑杆处于锁定位置时，即当起落架放下并锁定时，起落架具有三个连接点；而在展开、缩回和收起时，起落架具有四个连接点。因此，当飞行器着陆和在地面上时，竖直载荷通过后耳轴传递到飞机，而前耳轴至少几乎全部地对扭转载荷反作用。因此，从主要设计考虑的角度而言，起落架采用了静定的三点式连接系统。如本领域所知的，本发明因此提供在制造时设计的可预见性和可重复性，不受制于连接部件的劲度，连接部件的劲度很难确定，并且会随着飞机设计和开发中发生的改变而显著改变。
另一方面，每当起落架阻力撑杆和侧撑杆没有锁定的时候，作动器实际上就把耳轴连杆锁定到后耳轴。因此，当起落架收起到起落架舱中或是展开或缩回时，有四个主起落架连接点来稳定起落架。
参考以下结合附图进行的详细描述，本发明的前述方面和许多伴随的优点将更容易理解，其中图1是根据本发明构造的主起落架上部的透视图，该主起落架上部用于两个耳轴的锁定和解锁，这两个耳轴把减震支柱上端连接到飞机机翼结构；图2是向下和向外看时起落架减震支柱上端的部分透视图，进一步示出了减震支柱到机翼悬臂支撑的连接；以及图3是耳轴连杆端部及其位于减震支柱上端的安装装置之间的安装布置的放大图，示出了与起落架断开时前耳轴失效相关的耳轴连杆的特征。
具体实施例方式
根据本发明构造的主起落架上部示于图1中。所示部件包括减震支柱10、侧撑杆12、阻力撑杆14和用于把减震支柱10上端连到采用所示主起落架的飞机的悬臂支撑16。在图1中，所示主起落架是在飞机左侧，该视图是大体上在机外方向。
常规类型和布置的各个主起落架部件在图1中未示出。例如，如本领域所知的，具有适当数量轮子和轮胎的着陆轮车铰接到减震支柱10下端。当主起落架放下并锁定时(即如图1所示当减震支柱10向下伸出时)用于锁定侧撑杆12和阻力撑杆14的机构在图1中也未示出。
在图1中可看出，本发明的起落架在四个点连于飞机，其中两个点由侧撑杆12和阻力撑杆14提供，其余两个连接点将减震支柱10上端连接到悬臂支撑16，该悬臂支撑16从采用本发明的飞机后翼梁24沿向后方向延伸。
在图1所示的布置中，侧撑杆12以常规方式构造和布置。具体地，侧撑杆12包括上连杆18和下连杆18，它们铰接到一起，以在起落架展开时彼此对齐，并且当起落架缩回和收起时上下连杆摆动到折叠状态。为了允许侧撑杆12在起落架放下和收起位置之间必要的运动，侧撑杆下连杆20的下末端铰接到减震支柱10。常规构造的附连连杆22位于侧撑杆12的上末端。附连连杆22连接到飞机的适当连接点，以便在属于飞机设计范围内的着陆和滑行操纵过程中提供对起落架侧向力的充分反作用。
阻力撑杆14也是常规类型和功能。类似侧撑杆12，阻力撑杆14包括铰接到一起的上连杆24和下连杆26，阻力撑杆下连杆26的下末端铰接到减震支柱10，以便当起落架展开时上下连杆24和26能向下锁定成彼此对齐，并且当缩回、收起和展开时能相关于彼此地被折叠。对于侧撑杆12来说也是这样的，阻力撑杆上连杆24的上末端包括附连连杆28。如本领域中所知的，阻力撑杆14的附连连杆28将阻力撑杆14连到飞机的适当部分，以便阻力撑杆14在属于飞机设计范围内的着陆和滑行操作过程中对受到的前后载荷反作用。
已经描述了其中两个起落架连接点，现在将描述减震支柱10上端与悬臂支撑16之间的互连。
在所示布置中，连接凸耳34一体地形成在减震支柱10的上端，其从减震支柱上端纵向地延伸，且位于基本上平行于包括了减震支柱10纵向中心线的平面的平面中。连接凸耳34在后耳轴36的平行隔开的支承臂38之间通过。类似的布置在本领域中已知，用于将起落架减震支柱连接到机翼。例如，在一种较为普通的布置中，两个平行隔开的连接凸耳从起落架减震支柱上端纵向地延伸，该隔开的凸耳与适当设置的耳轴可旋转地连接。如本领域已知的，在这样的布置中，耳轴销穿过减震支柱连接凸耳中的适当开口和隔开的耳轴支承臂。在图1的布置中，耳轴销42优选地是保险销(即在受到预定力时剪断的销)。如将要另外详细描述的，采用保险销作为后耳轴36的耳轴销42是其中一个可并入本发明的特征，以使起落架在超出飞机设计能力的载荷条件下(例如，偏离跑道的偏移，过高降速的着陆，等等)断开。
与减震支柱连接凸耳34径向相对的减震支柱10上端区域借助于耳轴连杆44连接到悬臂支撑16。如在图2中最好可见的，靠近减震支柱10上端的耳轴连杆44端部包括两个隔开的凸耳48，这两个凸耳包括用于将耳轴连杆44枢转地安装到减震支柱10上的开口。在图2的布置中，耳轴连杆凸耳48设置成靠近一体地形成在减震支柱10中的隔开的凸耳，并且相对于飞机向前突出。在图2中还示出，耳轴连杆44包括两个侧壁50，它们向内汇聚，以形成耳轴连杆44的前末端。凸耳52从耳轴连杆44前末端向着悬臂支撑16延伸，以将耳轴连杆44枢转地与一体地形成在悬臂支撑16中的前耳轴46连接。如在图1和图2中可看到的，后耳轴36和前耳轴46彼此对齐，以允许减震支柱10(以及因此起落架)在放下和锁定位置及收起位置之间摆动。
继续耳轴连杆44的描述，相对较薄的腹板52在耳轴连杆侧壁50之间的大致“V形”区域中延伸。如图1中最好看到的，小耳轴54从耳轴腹板54的中央区域向下延伸。作动器56在耳轴54和位于减震支柱10上的小耳轴58之间延伸。
耳轴连杆44和作动器56构造和布置成以这样的方式起作用，即当起落架放下和锁定时有效地将起落架组件在三个点连到飞机上，而当起落架展开、缩回或收起到起落架舱中时有效地在四个点连接起落架。就此而言，当图1的起落架组件放下和锁定时，竖直载荷通过减震支柱10传递到后耳轴36。但是，如下面将描述的，在起落架放下和锁定时，耳轴连杆44承载施加到起落架的扭转载荷，但是基本上不向前耳轴46和悬臂支撑16传递竖直载荷。因此，当起落架放下和锁定时，实现了三点连接。另一方面，当起落架不是放下和锁定时(在展开、缩回和储存时)，作动器56促使耳轴连杆44呈现这样一种状态，在该状态下，耳轴连杆44传递在飞机着陆或滑行时将是竖直载荷的载荷。(起落架处于相当于四点连接的状态)如前所述，这使得在起落架展开、缩回和收起时(即在侧撑杆12和阻力撑杆14解锁的所有时候)可以稳定起落架。还如所述，因为在触地时以及在飞机在地面上的所有时候起落架采用三个连接点，主起落架界面载荷为静定的和可预测的，从飞机设计和开发角度来说这是非常有利的。此外，在本发明的布置中，单一耳轴连接承载竖直载荷(例如，在图1布置中的后耳轴36)，这意味着可采用单一保险销来提供在竖直过载条件下(例如，触地时明显过高的降速)的起落架断开。
耳轴连杆44和作动器56实施“锁定”和“解锁”耳轴状态的方式如下。耳轴连杆44设计的独特之处在于，它不将竖直载荷从减震支柱10传递到前耳轴46(并且因此到机翼结构)。但是，当作动器56作用以刚性地在减震支柱10和耳轴连杆44之间延伸时，减震支柱10的轴向载荷(起落架放下和锁定时的竖直载荷)传递到前耳轴46(并且因此到机翼结构)。因此，通过当起落架放下和锁定时(例如当侧撑杆12和阻力撑杆14锁定时)把作动器56保持在不作用状态，仅有起落架枢轴扭矩传递到前耳轴46。另一方面，当起落架不是放下和锁定时(例如，当侧撑杆12和阻力撑杆14解锁时)启动作动器56，就形成了在减震支柱10上端和前耳轴46之间的刚性互连。实际上，起落架就变成了四点连接布置。更重要的是，减震支柱10上端与前耳轴46的刚性互连为起落架提供了必要的结构稳定性，以使起落架抵抗各种倾向于在起落架展开时把起落架向着收起位置推回的力(例如风力)而在放下和升起构型之间摆动。
本领域技术人员将认识到，可采用各种布置来作为作动器56，以在起落架不是放下和锁定时建立稳定结构。例如，可以采用那些类似于用于定位起落架轮车的定位作动器，例如可为液压锁、空气弹簧，或是类似于侧撑杆和阻力撑杆锁定机构的机械式止动布置。本领域技术人员还会认识到，可采用其它布置来提供功能上相当于耳轴连杆44和作动器56组合的机构。就此而言，相当于耳轴连杆44的结构可以各种方式构造，只要该结构实质上将减震支柱10上端结合到耳轴46上，并且此外，缺乏为了当起落架放下和锁定时把竖直载荷传递到耳轴46所必要的刚性或劲度。在这样的布置中，作动器56可由机械式连杆机构、或是在减震支柱10上部区域和代替耳轴连杆44(或者甚至是前耳轴46或悬臂支撑16)的结构的任意部分之间延伸的液压或气动机构替代，只要当起落架不是放下和锁定时该相当于作动器56的机构在结构上把减震支柱10锁定到前耳轴46。
如前面关于图1和图2所示布置所述的，采用保险杆作为把减震支柱连接凸耳34连接到后耳轴36上的耳轴销42，便利了起落架断开。图2和图3示出了相关于提供起落架断开的本发明该优选实施例的其它特征。就此而言，为了使起落架从飞机断开，在后耳轴36和前耳轴46中均必须引发失效。在图2和图3所示的布置中，前耳轴连接的失效是这样实现的耳轴连杆凸耳48构造有压靠在止动面62上的向内延伸的止挡60，其中止动面62包括在枢转地把减震支柱10连到耳轴连杆44上的减震支柱10凸耳中。该布置短接了将耳轴连杆44连到减震支柱10上的销，其使得耳轴连杆44因断开条件下发生的后耳轴36处的过度旋转而在销位置处断裂。
在图2和图3所示的布置以所述方式布置时，导致起落架断开的竖直过载首先熔断后耳轴销40，然后使前耳轴连接失效。至于由阻力过载导致的起落架断开，断开顺序是以常规方式安装在阻力撑杆中的保险销失效；前耳轴连接销如上所述的失效；以及后耳轴凸耳然后因过度的起落架旋转而失效，从而起落架组件断开。
尽管已经说明和描述了本发明的优选实施例，但要认识到在不脱离本发明精髓和范围的情况下可以进行各种改变。
权利要求
1.一种可在缩回收起位置和放下并锁定位置之间运动的飞机主起落架组件，所述起落架组件具有用于把起落架组件连到飞机上的四个安装部件，每个安装部件均通过相关的连接装置而连到飞机上，所述主起落架组件包括具有第一端和第二端的减震支柱，当所述起落架放下和锁定时所述减震支柱在大致竖直方向延伸，所述减震支柱的所述第一端可被枢转地连到起落架轮和轮胎组件；用于形成所述四个安装部件的第一安装部件的可折叠阻力支柱，所述可折叠阻力支柱具有第一端和第二端，所述阻力支柱的第一端枢转地连到所述减震支柱，所述可折叠阻力支柱的所述第二端适于枢转地连到与所述第一安装部件相关联的所述连接装置；用于形成所述将起落架组件连到飞机上的四个安装部件的第二安装部件的可折叠侧支柱，所述可折叠侧支柱具有第一端和第二端，所述可折叠侧支柱的第一端枢转地连到所述减震支柱，所述侧支柱的所述第二端适于枢转地连到与所述第二安装部件相关联的所述连接装置；从所述减震支柱第二端纵向地延伸的安装凸耳，所述安装凸耳被定尺和布置成用于将所述减震支柱的所述第二端的一侧耳轴安装到所述飞机，当飞机在着陆过程中触地时以及当飞机在地面上时，所述减震支柱和所述凸耳把竖直的和扭转的力传递到所述飞机；耳轴连杆，所述耳轴连杆具有第一端和第二端，所述耳轴连杆的第一端在与所述安装凸耳位置相对的位置枢转地安装到所述减震支柱的第二端，所述耳轴连杆的所述第二端被定尺和布置成用于耳轴安装到飞机，当飞机着陆触地时以及飞机在地面上时，所述耳轴连杆的劲度和刚性不足以把竖直载荷传递到飞机，但足以把扭转力传递到飞机；以及与所述耳轴连杆功能性互连的作动器，所述作动器可操作以增加所述耳轴连杆在所述起落架组件不是放下和锁定时的劲度和刚性，从而提供了起落架组件在展开、缩回和收起时的结构稳定性。
2.根据权利要求1的起落架组件，还包括从机翼后翼梁延伸的悬臂支撑，所述悬臂支撑包括后耳轴和前耳轴，所述后耳轴用于接纳所述减震支柱的所述安装凸耳且具有用于可旋转地将所述安装凸耳固定在所述后耳轴中的耳轴销，所述前耳轴与所述后耳轴对齐并隔开，所述前耳轴用于接纳所述耳轴连杆的所述第二端。
3.根据权利要求2的起落架组件，其中，所述后耳轴的所述耳轴销是保险销，其使得所述减震支柱的所述安装凸耳与所述后耳轴在起落架断开时分离。
4.根据权利要求3的起落架组件，其中，所述耳轴连杆的所述第一端和所述减震支柱均包括一对隔开的安装凸耳，所述耳轴连杆的每个安装凸耳和所述减震支柱的每个凸耳包括用于接纳安装销的中心开口，所述耳轴连杆的每个安装凸耳与所述减震支柱的一个凸耳并排设置，且通过安装销被可旋转地互连，所述中心开口彼此对齐；每个所述耳轴连杆的所述凸耳和所述减震支柱的所述凸耳包括止动面，所述止动面在所述耳轴连杆到达预定枢转位置时靠在一起，在过载条件下发生的所述耳轴连杆的继续枢转运动导致所述耳轴连杆脱离所述减震支柱。
全文摘要
公开了这样一种布置，其中，大型商业飞机的主起落架组件分别在四个连接点连接到飞机。其中两个连接点把起落架侧撑杆(12)和阻力撑杆(14)连接到飞机。其余两个连接点为安装于机翼的前耳轴(46)和后耳轴(36)。后耳轴(36)枢转地把起落架减震支柱(10)的一侧连接到飞机，并承载竖直和扭转载荷。前耳轴(46)通过耳轴连杆(44)枢转地连接到减震支柱(10)另一侧。作动器(56)连接在减震支柱(10)和耳轴连杆(44)之间。
文档编号B64C25/12GK101065292SQ200580029140
公开日2007年10月31日 申请日期2005年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者罗兰·欣顿 申请人:梅西尔-道蒂(美国)公司