一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒及运动方法与流程

本发明属于起落架设计领域，特别涉及一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒及运动方法。

背景技术：

1、应用了自折式撑杆锁的起落架系统在下放动作到位时两锁杆间挠度方向改变并接触，在机构中形成死点以达到机械锁定功能。飞行器接地时起落架开始承受载荷，下位锁结构需要外力输入以保持两锁杆间接触不松脱，通常使用一端固定于上撑杆、一端固定于锁杆摇臂的推力弹簧提供锁定力；在起落架收起时，下位锁结构需要外力输入以推动两锁杆间挠度方向改变，机构由死点返回并通过起落架收放作动器驱动实现收起功能。

2、国内外应用了自折式下位锁的机型主要有：美国f/a-18e“超级大黄蜂”舰载战斗机主起落架、美国f-35a“闪电ii”前、主起落架、美国x-29验证机主起落架、美国/德国联合研制x-31验证机主起落架、欧洲ef-2000“台风”战斗机、英国“狂风”战斗机主起落架等机型。上述型号的自折式下位锁起落架均通过弹簧元件对起落架的上锁动作进行驱动、通过独立设置的液压/气压解锁作动筒对起落架的解锁动作进行驱动。

3、航天飞行器起落架具有飞行状态中完成一次下放、一次下位锁锁定的应用特点，对于不具有液压系统的航天飞行器需在地面状态完成下位锁解锁、起落架收起动作，下位锁无法自主解锁，需要人工操作特制工装完成解锁，对于操作人员具有极高的安全风险。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒及运动方法，集成了下位锁推力上锁功能与电驱动解锁功能，可满足在航天起落架飞行状态下位锁可靠锁定的功能及地面状态的电驱动解锁需求，大幅提高地面检修、收起工作的安全性。

2、本发明提供的一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，采用直线式机电作动器与起落架下位锁推力弹簧作动筒相结合的设计方案；起落架承受载荷过程中，由推力弹簧通过作动器支耳对起落架锁杆输出推力，对外表现为推力上锁功能，保持两锁杆间接触不松脱；在地面状态下位锁解锁过程中，对外表现为拉力解锁功能，由电驱动装置改变作动筒长度限位并通过支耳对锁杆输出拉力，推动两锁杆间挠度方向改变；起落架在起落架收放作动器驱动下实现收起功能。

3、本发明提供的技术方案如下：

4、第一方面，一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，包括：静止端支耳、电机、减速器、静止筒、丝杆、丝杠螺母、丝杠螺母限位螺栓、推力弹簧、滑动筒和滑动端支耳；

5、所述静止端支耳、电机、减速器、静止筒、丝杆、丝杠螺母限位螺栓刚性连接，电机、减速器、丝杆串联构成电驱动装置，电机作为驱动源，经减速器后，由丝杆旋转输出动力；丝杆、丝杠螺母构成丝杠副，丝杠螺母限位螺栓固定于丝杆前端，对丝杠螺母在丝杆上的运动限位；

6、所述滑动筒、滑动端支耳刚性连接；推力弹簧两端分别与静止端支耳、滑动端支耳刚性连接，且始终处于压缩状态；

7、所述滑动筒与静止筒能够相对滑动，滑动筒与丝杠螺母能够相对滑动，丝杠螺母、丝杠螺母限位螺栓上设置有能够接触、限位的挡肩；丝杠螺母、滑动筒上设置有能够接触、限位的挡肩；所述静止端支耳、滑动端支耳有结构支耳，对外安装为旋转副，与起落架锁杆转动连接。

8、第二方面，一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒的运动方法，包括：

9、在起落架下放过程中，电驱动装置不启动，在起落架收放作动器驱动下，所述静止端支耳、滑动端支耳带动推力弹簧变形，在起落架下放到位时支耳轴距达到llock，对起落架下位锁锁杆输出推力并保持下位锁锁止，其中llock为起落架达到锁定位置时的支耳轴距；

10、在下位锁地面状态解锁过程中，外部电源驱动所述电机并通过减速器、丝杆传动，丝杠螺母由限位归位位置p1开始驱动，将丝杠螺母缩回至限位极限位置p2，丝杠螺母与滑动筒的挡肩贴合，丝杠螺母运动带动滑动筒回缩，静止端支耳、滑动端支耳的支耳轴距由锁定位置时支耳轴距llock缩小并越过解锁位置时支耳轴距lunlock；其中丝杠螺母限位归位位置p1位于丝杠螺母与丝杠螺母限位螺栓的挡肩接触处，p1距离静止端支耳中心的长度须介于弹簧自由长度lfree与llock之间；限位极限位置p2为丝杠螺母相对于限位归位位置p1的最大行程位置；在丝杠螺母的有效行程下，支耳轴距须覆盖llock至lunlock段，则p2距离静止端支耳中心的长度须小于或等于lunlock；

11、在起落架地面收起过程中，当丝杠螺母位于p2时的支耳轴距的设计值小于或等于起落架达到收起位置时的支耳轴距lup时，电机能够持续驱动并通过减速器、丝杆传动，使丝杠螺母在超越解锁位置lunlock后继续缩回，以辅助起落架收放作动器压缩作动筒，但在支耳轴距到达lmin前需驱动丝杠螺母退回至收起位置lup之前；当丝杠螺母位于p2时支耳轴距的设计值大于lup时，丝杠螺母保持限位极限位置p2位置不变，静止端支耳、滑动端支耳受外力作动驱动推力弹簧压缩，滑动筒、丝杠螺母相对滑动，滑动筒、静止筒相对滑动，支耳轴距到达起落架达到收起位置时的支耳轴距lup；

12、飞行器起飞前，支耳轴距保持收起位置时的支耳轴距lup，外部电源驱动电机并通过减速器、丝杆传动将丝杠螺母伸出，当丝杠螺母与丝杠螺母限位螺栓的挡肩接触时到达限位归位位置p1并保持位置。

13、根据本发明提供的一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒及运动方法，具有以下有益效果：

14、(1)本发明提供的一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，适用于自折式起落架下位锁，为下位锁提供锁止状态所需的推力；解锁过程由电驱动的单端限位改变作动筒长度限制实现，在解锁过程之后限位结构脱离接触，作动筒可在外力作用下进行长行程随动；与现有国内外现有方案相比，可实现“下位锁电驱动自主解锁与推力上锁功能集成”，在安全性上会有跨越性的提高，且基础技术较成熟，易实现；

15、(2)本发明提供的一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，飞行状态无需供电，地面状态解锁过程使用地面电源进行驱动，对飞行器可靠性无影响；

16、(3)本发明提供的一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，可扩展接入飞行器控制系统，解锁到位和归位到位可采用到位传感器发出信号或者线电流/母线电流信号采样进行判读，实现闭环控制。

技术特征：

1.一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，包括静止端支耳(1)、电机(2)、减速器(3)、静止筒(4)、丝杆(5)、丝杠螺母(6)、丝杠螺母限位螺栓(7)、推力弹簧(8)、滑动筒(9)和滑动端支耳(10)；

2.根据权利要求1所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，所述滑动筒(9)外表面与静止筒(4)之间设计有导向槽；所述滑动筒(9)内表面与丝杠螺母(6)之间设计有导向槽。

3.根据权利要求1所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，在起落架下放过程中，电驱动装置不启动，在起落架收放作动器驱动下，所述静止端支耳(1)、滑动端支耳(10)带动推力弹簧(8)变形，在起落架下放到位时支耳轴距达到llock，对起落架下位锁锁杆输出推力并保持下位锁锁止，其中llock为起落架达到锁定位置时的支耳轴距。

4.根据权利要求3所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，在下位锁地面状态解锁过程中，外部电源驱动所述电机(2)并通过减速器(3)、丝杆(5)传动，丝杠螺母(6)由限位归位位置p1开始驱动，将丝杠螺母(6)缩回至限位极限位置p2，丝杠螺母(6)与滑动筒(9)的挡肩贴合，丝杠螺母(6)运动带动滑动筒(9)回缩，静止端支耳(1)、滑动端支耳(10)的支耳轴距由锁定位置时支耳轴距llock缩小并越过解锁位置时支耳轴距lunlock；

5.根据权利要求4所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，在起落架地面收起过程中，当丝杠螺母(6)位于p2时的支耳轴距的设计值小于或等于起落架达到收起位置时的支耳轴距lup时，电机(2)能够持续驱动并通过减速器(3)、丝杆(5)传动，使丝杠螺母(6)在超越解锁位置lunlock后继续缩回，以辅助起落架收放作动器压缩作动筒，但在支耳轴距到达lmin前需驱动丝杠螺母(6)退回至收起位置lup之前；

6.根据权利要求5所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒，其特征在于，飞行器起飞前，支耳轴距保持收起位置时的支耳轴距lup，外部电源驱动电机(2)并通过减速器(3)、丝杆(5)传动将丝杠螺母(6)伸出，当丝杠螺母(6)与丝杠螺母限位螺栓(7)的挡肩接触时到达限位归位位置p1并保持位置。

7.一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒的运动方法，其特征在于，在起落架下放过程中，电驱动装置不启动，在起落架收放作动器驱动下，所述静止端支耳(1)、滑动端支耳(10)带动推力弹簧(8)变形，在起落架下放到位时支耳轴距达到llock，对起落架下位锁锁杆输出推力并保持下位锁锁止，其中llock为起落架达到锁定位置时的支耳轴距。

8.根据权利要求7所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒的运动方法，其特征在于，在下位锁地面状态解锁过程中，外部电源驱动所述电机(2)并通过减速器(3)、丝杆(5)传动，丝杠螺母(6)由限位归位位置p1开始驱动，将丝杠螺母(6)缩回至限位极限位置p2，丝杠螺母(6)与滑动筒(9)的挡肩贴合，丝杠螺母(6)运动带动滑动筒(9)回缩，静止端支耳(1)、滑动端支耳(10)的支耳轴距由锁定位置时支耳轴距llock缩小并越过解锁位置时支耳轴距lunlock；

9.根据权利要求8所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒的运动方法，其特征在于，在起落架地面收起过程中，当丝杠螺母(6)位于p2时的支耳轴距的设计值小于或等于起落架达到收起位置时的支耳轴距lup时，电机(2)能够持续驱动并通过减速器(3)、丝杆(5)传动，使丝杠螺母(6)在超越解锁位置lunlock后继续缩回，以辅助起落架收放作动器压缩作动筒，但在支耳轴距到达lmin前需驱动丝杠螺母(6)退回至收起位置lup之前；

10.根据权利要求8所述的电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒的运动方法，其特征在于，飞行器起飞前，支耳轴距保持收起位置时的支耳轴距lup，外部电源驱动电机(2)并通过减速器(3)、丝杆(5)传动将丝杠螺母(6)伸出，当丝杠螺母(6)与丝杠螺母限位螺栓(7)的挡肩接触时到达限位归位位置p1并保持位置。

技术总结
本发明提供了一种电动解锁的起落架下位锁推力弹簧作动筒及运动方法，作动筒集成了下位锁推力上锁功能与电驱动解锁功能，包括静止端支耳、电机、减速器、静止筒、丝杆、丝杠螺母、丝杠螺母限位螺栓、推力弹簧、滑动筒和滑动端支耳；采用直线式机电作动器与起落架下位锁推力弹簧作动筒相结合的设计方案；起落架承受载荷过程中，由推力弹簧通过作动器支耳对起落架锁杆输出推力，对外表现为推力上锁功能，保持两锁杆间接触不松脱；在地面状态下位锁解锁过程中，对外表现为拉力解锁功能，由电驱动装置改变作动筒长度限位并通过支耳对锁杆输出拉力，推动两锁杆间挠度方向改变；起落架在起落架收放作动器驱动下实现收起功能。

技术研发人员：潘哲,饶国希,陈西滢,宋恩铭,徐豪榜,盛文巍
受保护的技术使用者：北京精密机电控制设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15