專利名稱：搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構及脫離系統(tǒng)與方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種脫離機構，特別涉及一種適用于起落架應急放時實現(xiàn)鎖連桿脫離功能的技術領域。
背景技術：
起落架是飛機的重要部件，由于起落架系統(tǒng)工作環(huán)境復雜，現(xiàn)代飛機空地循環(huán)周期短，因此使用故障較多。而在整個起落架系統(tǒng)中，收放系統(tǒng)由于其自身機構運動和控制系統(tǒng)復雜的原因，收放系統(tǒng)在整個起落架系統(tǒng)使用故障中所占比例相對比較高。為了提高著陸安全，適航條例規(guī)定對于運輸類飛機，在起落架收放系統(tǒng)出現(xiàn)任何合理可能失效或單個液壓源、電源或等效能源失效的情況下，飛機應具有應急放功能。飛機起落架正常收放靠液壓收放作動筒j為動力裝置進行收放，應急放系統(tǒng)為鋼索傳動、機械開鎖、旁通閥(或排氣閥)釋壓后起落架靠自身重力和支柱氣動阻力自由放下并上鎖的構型。具體方式為飛行員先將作動筒釋壓，以免產生過大液壓阻尼力阻礙起落架放下；然后拉動應急放手柄，鋼索向上拉i，帶動解上位鎖應急搖臂h轉動，搖臂轉動至解開上位鎖，起落架靠自身的重力及支柱氣動載荷放下，從而實現(xiàn)起落架的應急放下，原理如圖 4，5，6所示?，F(xiàn)代很多機型為了簡化控制系統(tǒng)，艙門的收放不單獨設有動力源，大多選擇艙門與起落架聯(lián)動機構的方式。如圖6所示，艙門通過前鎖連桿1、橫梁r、后鎖連桿k連接到起落架的撐桿P上，實現(xiàn)起落架與艙門機械聯(lián)動。但是，該機構艙門所受的氣動載荷m阻礙起落架放下，并且不同飛行工況對起落架應急放的影響非常大，當艙門氣動阻力過大會導致起落架應急放下不到位。在實際工程中，國內外的一些類似機型就出現(xiàn)過由于艙門氣動阻力過大，起落架應急放放不到位的情況，及起落架應急放失效。應急放失效會嚴重影響飛機的起降安全，影響飛機的適航取證。為解決應急放失效問題，軍機常采用兩種方式
⑴ 輔助動力源在主動力液壓源失效時，采用蓄液壓源，驅動收放作動筒使起落架順利放下到位；
(2) 輔助操作當特殊飛行工況下，起落架應急放不下時，飛機另設一個應急手柄， 飛行員拉動手柄強行放下起落架。但增加輔助液壓源和增加飛行員操作都不符合民機適航要求，因此上述方法并不適用于民用運輸機及大型客機等。民用機型可采用的方式為改變艙門的連接方式或連接位置，但受限于結構空間布置問題，上述方式往往不能實現(xiàn)。還有一種方式為將阻礙起落架放下的連接機構與起落架脫離，但是依據(jù)適航要求，飛行員不能有多余附加操作及過大的操作力，同時又沒有輔助動力源，因此以機械式實現(xiàn)機構脫離比較困難，目前還沒有具體機型采用機械式脫離機構解決應急放失效的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的針對某些特殊機型，在滿足正常收放時機構的聯(lián)動和載荷傳遞要
4求的前提下，設計一套鎖連桿脫離機構及脫離系統(tǒng)與方法，有效地解決起落架應急放功能失效的問題。—種搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構，其特征在于包括與艙門聯(lián)動的上鎖連桿和與起落架聯(lián)動的下鎖連桿，上鎖連桿與下鎖連桿的結合處具有拉桿安裝腔，拉桿安裝腔內安裝有拉桿；上述拉桿具有上平臺，上述上鎖連桿下部具有與上平臺配合的上平臺腔，上述上平臺嵌入于上平臺腔內，且該上平臺的上、下表面沿周向布置有推力圓柱滾子， 使上鎖連下部和拉桿上部形成推力圓柱滾子軸承連接方式；上述上平臺為星型齒狀結構， 上平臺腔的下壁面具有與該星型齒狀結構配合的星型槽狀結構；上述拉桿具有下平臺，上述下鎖連桿上部具有與下平臺配合的下平臺腔，上述下平臺嵌入于下平臺腔內，且該下平臺的上、下表面沿周向布置有推力圓柱滾子，使下鎖連上部和拉桿下部形成推力圓柱滾子軸承連接方式；上述拉桿安裝腔內還安裝有直齒輪、混合齒、錐齒輪、搖臂和拉伸彈簧；其中直齒輪與拉桿共軸且固定連接，混合齒與下鎖連桿的一固定軸共軸連接，搖臂安裝在上鎖連桿上，且搖臂一端和錐齒輪共軸且固定連接，另一端伸出拉桿安裝腔，直齒輪與混合齒輪的直齒輪部分相嚙合，錐齒輪與混合齒輪的錐齒部分相嚙合；拉伸彈簧一端與上鎖連桿下部分連接，另一端與下鎖連桿上部分連接；該應急脫離機構還包括一個一端與上述拉桿相連，另一端與上述下鎖連桿相連的扭簧。利用所述搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構的脫離系統(tǒng)，其特征在于該脫離系統(tǒng)由應急放系統(tǒng)、搖臂攔阻系統(tǒng)、搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構組成；搖臂攔阻系統(tǒng)由首端滑輪、過渡滑輪組、末端滑輪、鋼索、攔阻桿組成；其中首端滑輪安裝于應急放系統(tǒng)的旋轉部分，并隨旋轉部分一起轉動；過渡滑輪組及末端滑輪安裝于起落架艙內的結構件上；上述攔阻桿安裝于末端滑輪上，且攔阻桿的軸線與末端滑輪軸線垂直；鋼索一端連接于首端滑輪、另一端繞過過渡滑輪組與末端滑輪連接。利用所述鎖連桿應急脫離機構的脫離系統(tǒng)的工作方式，其特征在于包括以下過程
(a)、當起落架系統(tǒng)正常收放時，該搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構作為一個鎖連桿實現(xiàn)艙門機構的聯(lián)動及載荷的傳遞，具體工作過程如下鎖連桿內部載荷傳遞方式為上鎖連桿通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至拉桿，拉桿通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至下拉桿，從而實現(xiàn)載荷的傳遞；正常收放時，攔阻桿收起，鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，可以順利通過，不影響起落架的正常收放；
(b)、當起落架處于應急釋放狀態(tài)時，需要將阻礙起落架放下的艙門載荷卸載，即將鎖連桿脫離；飛行員拉動應急手柄，帶動應急放機構旋轉，從而帶動首端滑輪旋轉，由鋼索相應地帶動末端滑輪旋轉，攔阻桿由末端滑輪帶動旋轉至放下狀態(tài)，當鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，搖臂碰撞到攔阻桿開始轉動，搖臂旋轉帶動錐齒輪，錐齒輪旋轉帶動混合齒輪，混合齒輪旋轉帶動直齒輪，從而帶動拉桿旋轉，拉桿與上鎖連桿和下鎖連桿接觸方式為圓柱滾子軸承形式，因此摩擦力較小，脫離所需的作用力也較??；當拉桿上平臺星型齒狀結構的齒與上平臺腔下壁的星型齒狀結構的槽相對齊時，上鎖連桿的載荷傳遞不到拉桿，上鎖連桿與下鎖連桿則分離開來，實現(xiàn)鎖連桿脫離；上下鎖連桿脫離后有拉伸彈簧拽著，限制其自由運動；
(c)正常情況下，拉桿上平臺星型齒狀結構的齒與上平臺腔下壁的星型齒狀結構的齒相對齊，以便傳遞載荷，不能出現(xiàn)由于環(huán)境擾動拉桿自由轉動的情況，因此為了安全可靠， 在拉桿與下鎖連桿間連接扭簧，用于限制拉桿在非搖臂作用時的自由轉動，整套機構處于被鎖住狀態(tài)。本發(fā)明的原理攔阻系統(tǒng)直接與應急放機構相連接，即應急放機構運動，攔阻系統(tǒng)也相應起作用，因此飛行員并不需要增加額外操作，只需一次性拉動應急手柄即可。當攔阻桿起作用是，搖臂撞擊攔阻桿實現(xiàn)搖臂旋轉，搖臂旋轉帶動錐齒輪，錐齒輪旋轉帶動混合齒輪(半錐齒半直齒)，混合齒旋轉帶動直齒輪，從而帶動拉桿旋轉，當拉桿旋轉至上平臺星型齒狀結構的齒與上平臺腔下壁的星型齒狀結構的槽相對齊時，上鎖連桿的載荷傳遞不到拉桿，上鎖連桿與下鎖連桿則分離開來，實現(xiàn)鎖連桿脫離；推力圓柱滾子可有效地承受軸向載荷，同時滾子滾動摩擦力較小，這兩個屬性有效地解決了鎖連桿能夠承受較大的軸線載荷， 同時旋轉拉桿所受摩擦力小，即脫離所需作用力小等兩個問題；通過混合齒輪與直齒輪的一級放大傳動，有效地增大搖臂作用力傳遞至拉桿的載荷，同時搖臂轉角傳遞至拉桿轉角也得到放大，有效地增大了機構功能的安全裕度，提高了機構可靠性；扭簧用于限制拉桿在非搖臂作用時的自由運動；拉伸彈簧用于限制鎖連桿上半部分與鎖連桿下半部分在脫離后的自由運動；
本發(fā)明的有益效果
(a)該套脫離機構有效地解決在沒有輔助動力源情況下起落架應急放失效的問題，將限制起落架放下的艙門氣動阻力與起落架脫離。(b)該套脫離機構功能的實現(xiàn)滿足不增加飛行員額外操作、不明顯增大飛行員操作力、斷離后各機構不會因不確定運動而導致不穩(wěn)定或損壞三個基本設計原則。(c)該套脫離機構的放大傳動有效地提高了機構功能的安全裕度，有效地提高了機構的可靠性。(d)該套脫離機構可以廣泛應用于需要有應急釋放起落架功能的民用機型，某些航天領域的載人空天飛機，也適用于某些不設有輔助收放動力源的軍用機型。


附圖1可承載的鎖連桿脫離機構內部結構詳圖； 附圖2可承載的鎖連桿脫離機構外部結構示意附圖3攔阻系統(tǒng)結構示意圖；a為搖臂收起位置；b為搖臂放下位置； 附圖4攔阻系統(tǒng)工作原理示意圖；(為飛行員拉動手柄后，帶動鋼索運動的方向；d為用于解上位鎖的應急搖臂^為上鎖連桿與艙門聯(lián)動的部分；f為搖臂與攔阻桿撞擊位置；g 為下鎖連桿與起落架聯(lián)動的部分；
附圖5半錐齒半直齒的混合齒輪結構示意圖； 附圖6拉桿裝配件結構示意附圖7起落架收起狀態(tài)示意圖；h為解上位鎖的應急搖臂解鎖位置；i為飛行員拉動手柄后，帶動鋼索運動的方向；j為收放作動筒；k為后鎖連桿；1為前鎖連桿；m為艙門氣動載荷方向；r為橫梁；
附圖8起落架放下狀態(tài)示意圖及脫離連桿在起落架中的安裝位置示意圖；η為應急放系統(tǒng)；k為后鎖連桿；1為前鎖連桿；m為艙門氣動載荷方向；0為需要脫離的鎖連桿；ρ為起落架撐桿；q為艙門；
圖中標號名稱1、上鎖連桿，2、下鎖連桿，3、拉桿，4、上平臺，5、上平臺腔，6、推力圓柱滾子，7、下平臺，8、下平臺腔，9、推力圓柱滾子，10、直齒輪，11、混合齒輪，12、錐齒輪，13、搖臂，14、拉伸彈簧，15、扭簧，16、首端滑輪，17、第二滑輪，18、第三滑輪，19、末端滑輪，20、鋼索，21、攔阻桿，22、應急放系統(tǒng)，C、拉桿安裝腔。
具體實施例方式
搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構結構詳圖如附圖1、2所示，攔阻系統(tǒng)機構詳圖如圖3、4所示。這里將說明該搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構及脫離系統(tǒng)的具體實施方式
。搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構的具體實施方式
為
(a)、當起落架系統(tǒng)正常收放時，該搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構作為一個鎖連桿實現(xiàn)艙門機構的聯(lián)動及載荷的傳遞，具體工作過程如下鎖連桿內部載荷傳遞方式為上鎖連桿1通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至拉桿3，拉桿3通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至下拉桿2，從而實現(xiàn)載荷的傳遞；
正常收放時，攔阻桿收在a位置(如圖3所示)，鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，可以順利通過，不影響起落架的正常收放。(b)、當起落架處于應急釋放狀態(tài)時，需要將阻礙起落架放下的艙門載荷卸載，即將鎖連桿脫離；飛行員拉動應急手柄，帶動應急放機構旋轉，從而帶動首端滑輪16旋轉，由鋼索相應地帶動末端滑輪19旋轉，攔阻桿由末端滑輪19帶動旋轉至b位置(如圖3所示)， 當鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，搖臂13碰撞到攔阻桿開始轉動，搖臂13旋轉帶動錐齒輪 12，錐齒輪12旋轉帶動混合齒輪11，混合齒輪11旋轉帶動直齒輪10，從而帶動拉桿3旋轉，拉桿3與上鎖連桿1和下鎖連桿2接觸方式為圓柱滾子軸承形式，因此摩擦力較小，脫離所需的作用力也較??；當拉桿上平臺4星型齒狀結構的齒與上平臺腔5下壁的星型齒狀結構的槽相對齊時，上鎖連桿1的載荷傳遞不到拉桿3，上鎖連桿1與下鎖連桿2則分離開來，實現(xiàn)鎖連桿脫離；上下鎖連桿脫離后有拉伸彈簧14拽著，限制其自由運動；
(c)正常情況下，拉桿上平臺4星型齒狀結構的齒與上平臺腔5下壁的星型齒狀結構的齒相對齊，以便傳遞載荷，不能出現(xiàn)由于環(huán)境擾動拉桿自由轉動的情況，因此為了安全可靠，在拉桿3與下鎖連桿2間連接扭簧15，用于限制拉桿在非搖臂13作用時的自由轉動，整套機構處于被鎖住狀態(tài)。
權利要求
1.一種搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構，其特征在于包括與艙門聯(lián)動的上鎖連桿(1)和與起落架聯(lián)動的下鎖連桿(2)，上鎖連桿與下鎖連桿的結合處具有拉桿安裝腔(C)，拉桿安裝腔內安裝有拉桿(3)；上述拉桿(3)具有上平臺(4)，上述上鎖連桿下部具有與上平臺配合的上平臺腔(5)， 上述上平臺(4)嵌入于上平臺腔(5)內，且該上平臺(4)的上、下表面沿周向布置有推力圓柱滾子(6)，使上鎖連下部和拉桿上部形成推力圓柱滾子軸承連接方式；上述上平臺(4)為星型齒狀結構，上平臺腔(5)的下壁面具有與該星型齒狀結構配合的星型槽狀結構；上述拉桿具有下平臺(7)，上述下鎖連桿上部具有與下平臺配合的下平臺腔(8)，上述下平臺(7)嵌入于下平臺腔(8)內，且該下平臺(7)的上、下表面沿周向布置有推力圓柱滾子(9)，使下鎖連上部和拉桿下部形成推力圓柱滾子軸承連接方式；上述拉桿安裝腔(C)內還安裝有直齒輪(10)、混合齒(11)、錐齒輪(12)、搖臂(13)和拉伸彈簧(14);其中直齒輪(10)與拉桿(3)共軸且固定連接，混合齒(11)與下鎖連桿(2)的一固定軸共軸連接，搖臂(13)安裝在上鎖連桿上，且搖臂(13) —端和錐齒輪(12)共軸且固定連接，另一端伸出拉桿安裝腔(C)，直齒輪(10)與混合齒輪(11)的直齒輪部分相嚙合，錐齒輪(12)與混合齒輪(11)的錐齒部分相嚙合；拉伸彈簧(14) 一端與上鎖連桿(1)下部分連接，另一端與下鎖連桿( 上部分連接；該應急脫離機構還包括一個一端與上述拉桿(3)相連，另一端與上述下鎖連桿(2)相連的扭簧(15)。
2.利用權利要求1所述搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構的脫離系統(tǒng)，其特征在于該脫離系統(tǒng)由應急放系統(tǒng)(22)、搖臂攔阻系統(tǒng)、搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構組成；該搖臂攔阻系統(tǒng)由首端滑輪(16)、過渡滑輪組(17、18)、末端滑輪(19)、鋼索(20)、攔阻桿(21)組成；其中首端滑輪(16)安裝于應急放系統(tǒng)(22)的旋轉部分，并隨旋轉部分一起轉動；過渡滑輪組及末端滑輪(19)安裝于起落架艙內的結構件上；上述攔阻桿(21)安裝于末端滑輪(19)上，且攔阻桿(21)的軸線與末端滑輪軸線垂直；鋼索一端連接于首端滑輪 (16 )、另一端繞過過渡滑輪組與末端滑輪(19 )連接。
3.利用權利要求2所述鎖連桿應急脫離機構的脫離系統(tǒng)的工作方式，其特征在于包括以下過程(a)、當起落架系統(tǒng)正常收放時，該搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構作為一個鎖連桿實現(xiàn)艙門機構的聯(lián)動及載荷的傳遞，具體工作過程如下鎖連桿內部載荷傳遞方式為上鎖連桿(1)通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至拉桿(3 )，拉桿(3 )通過推力圓柱滾子軸承結構傳遞至下拉桿(2)，從而實現(xiàn)載荷的傳遞；正常收放時，攔阻桿收起，鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，可以順利通過，不影響起落架的正常收放；(b)、當起落架處于應急釋放狀態(tài)時，需要將阻礙起落架放下的艙門載荷卸載，即將鎖連桿脫離；飛行員拉動應急手柄，帶動應急放機構旋轉，從而帶動首端滑輪(16)旋轉，由鋼索相應地帶動末端滑輪(19)旋轉，攔阻桿由末端滑輪(19)帶動旋轉至放下狀態(tài)，當鎖連桿隨動至攔阻桿位置時，搖臂(13)碰撞到攔阻桿開始轉動，搖臂(13)旋轉帶動錐齒輪(12)， 錐齒輪(12)旋轉帶動混合齒輪(11)，混合齒輪(11)旋轉帶動直齒輪(10)，從而帶動拉桿(3)旋轉，拉桿(3)與上鎖連桿(1)和下鎖連桿(2)接觸方式為圓柱滾子軸承形式，因此摩擦力較小，脫離所需的作用力也較小；當拉桿上平臺(4)星型齒狀結構的齒與上平臺腔(5)下壁的星型齒狀結構的槽相對齊時，上鎖連桿(1)的載荷傳遞不到拉桿(3)，上鎖連桿(1)與下鎖連桿(2)則分離開來，實現(xiàn)鎖連桿脫離；上下鎖連桿脫離后有拉伸彈簧(14)拽著，限制其自由運動；(c)正常情況下，拉桿上平臺(4)星型齒狀結構的齒與上平臺腔(5)下壁的星型齒狀結構的齒相對齊，以便傳遞載荷，不能出現(xiàn)由于環(huán)境擾動拉桿自由轉動的情況，因此為了安全可靠，在拉桿(3)與下鎖連桿(2)間連接扭簧(15)，用于限制拉桿在非搖臂(13)作用時的自由轉動，整套機構處于被鎖住狀態(tài)。
全文摘要
一種搖臂式可承載的鎖連桿應急脫離機構及脫離系統(tǒng)與方法，屬于起落架技術領域。它主要包括由上鎖連桿(1)，下鎖連桿(2)，拉桿(3)，推力圓柱滾子(6、9)、拉桿的上平臺(4)和下平臺(7)構成鎖連桿的主承力構件；還包括以直齒輪(10)，混合齒輪(11)，錐齒輪(12)，扭簧(15)，搖臂(13)構成脫離機構的轉動部分；還包括以拉伸彈簧(14)構成機構脫離后的安全裝置；還包括以首端滑輪(16)、過渡滑輪組(17、18)、末端滑輪(19)、鋼索(20)、攔阻桿(21)、應急放系統(tǒng)(22)構成搖臂的攔阻裝置。本發(fā)明有效地解決在沒有輔助動力源情況下起落架應急放放不下的問題。
文檔編號B64C25/20GK102390526SQ20111031766
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者印寅, 張銳, 聶宏, 陳姮, 魏小輝 申請人:南京航空航天大學