CN101998921A - 飞机起落架装置和前起落架组件 - Google Patents

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Abstract

一种飞机起落架装置，该飞机起落架装置包括前起落架组件(18)和至少一个主起落架组件(20)。该前起落架组件(18)具有前起落架轮(26)，该前起落架轮(26)在其内带有高能制动装置。该主起落架组件具有主起落架轮(32b)和主起落架轮(32a)，该主起落架轮(32b)在其内带有高能制动装置，该主起落架轮(32a)在其内带有马达(44)。该马达用于在飞机滑行期间驱动该主起落架轮。

Description

飞机起落架装置和前起落架组件
技术领域
本发明涉及一种飞机起落架装置，特别地但非专门地用在带有单个前起落架组件和两个隔开的主起落架组件的所谓的三轮式飞机起落架装置中。
背景技术
当飞机在地面上移动时，传统上它们不是由牵引车牵引，就是由它们自己的主发动机的推进力推动，主发动机即在飞行期间使用的同一发动机。
因为飞机发动机优选用于它们的操作的飞行阶段，所以认识到理想的是减少使用主发动机在地面上推进飞机。更具体地说，人们已经确信，如果在滑行阶段发动机不运转，那么直接节约了飞机的燃料消耗。更精确地预测在滑行阶段的燃料消耗量从而能够减少在飞行期间携带的燃料，这也可以获得额外的效率。在滑行期间减少发动机的使用也是令人满意的，以便当飞机在地面上时减少本地排放和/或在地面操作期间减少噪声产生。
虽然传统的牵引具有这些优点中的一些优点，但是特别是对于商用飞机，由于对飞机的起落架(通常是前起落架)的结构影响，这种牵引作为用于地面运动的装置的用途常常是有限的。例如，老式飞机可能没有被设计用于扩展的牵引操作，因为这将会有显著的重量增加(由于需要增大起落架结构的重量以适应额外的负荷)，并且因此，牵引的使用必须被限制以便防止减短起落架的寿命。同样地使用牵引移动飞机常常限于短距离或当飞机仅轻度地装载时使用。例如牵引通常被用在登机口以将飞机推回到滑行区域内(即，距离相对短)或当飞机被维修时(即，飞机重量相对轻)可以被使用。对于较长距离或较重重量的操作，诸如在起飞之前的滑行阶段(即，重量相对重并且距离相对长)和在着陆之后的滑行阶段，用飞机的发动机来推进飞机。
因此，已经提议提供一种在飞机的前轮内部的或紧邻该前轮的驱动***，以便能够在滑行期间或者飞机的其它地面处理操作期间使飞机移动，而无需使用主飞机发动机并且无需依赖于外部装置诸如拖车。这种***的实例已经由WheelTug Plc.提出。因为例如当在向后推期间等待拖车时，这种***可以允许飞机能够完全自主操作以避免可能的延迟，所以这种***具有优于使用传统***和牵引车的额外优点。
用于地面操作期间的主发动机的使用的减少对于短程飞机是特别理想的，在短程飞机中，占飞机操作时间的较大比例的时间花费在滑行和其它地面处理操作中。在远程飞机中，驱动***的额外重量所造成的附加的燃料燃烧损失会使收益变得不太理想。
大多数飞机在一些主起落架轮上或所有主起落架轮上具有制动器。在前起落架轮上设置附加的制动器是普遍的，但是有时作为可选择的设备起到重要作用。附加的前起落架制动器能够使制动距离更短，特别是在中断起飞(RTO)之后。
以前已经建议，具有三轮式起落架结构的乘客范围在100人至200人的客机能够在滑行期间关闭主发动机的情况下由安装在前起落架上的马达驱动，该马达通常在前起落架轮里面。然而，关于这种结构的问题是在前起落架轮和滑行道之间的附着摩擦力不足以在除了理想条件外的任何条件下通过前轮驱动来移动飞机。如果飞机的重心是在最佳的尾部，如果飞机必须向上移动，如果存在逆风，或者如果表面是光滑的，则驱动飞机的附着摩擦力是不足的。
本发明的目的在于提供一种改进的飞机起落架装置。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种飞机起落架装置，该飞机起落架装置包括：前起落架组件和至少一个主起落架组件，该前起落架组件具有前起落架轮，该前起落架轮在其内布置有高能制动装置，该主起落架组件具有在其内布置有高能制动装置的主起落架轮和带有马达的主起落架轮，该马达用于在飞机的滑行期间驱动主起落架轮。
这样，所述主起落架轮可以用来收纳所述马达。所述主起落架轮支撑相当大的比例的飞机重量，导致附着摩擦力增加，使得布置在所述主起落架轮中的所述马达可以实现在滑动期间驱动飞机。通过在所述前起落架轮中提供高能制动装置，减轻了所述主起落架轮的制动效率的下降。在设置两个所述主起落架组件的情况下，两个所述主起落架组件都具有两个起落架轮，其中一个所述起落架轮带有高能制动装置，另一个所述起落架轮带有马达。
术语“高能制动”，在这里是指在正常着陆时或在中断起飞时的制动。
所述前起落架轮优选地布置有偏置轮毂以容纳所述高能制动装置。
所述马达优选地具有制动功能以供滑行期间使用。而且，所述马达可以包括用于从着陆时的制动中存储能量并且允许在滑行期间再利用该能量的装置。例如，所述马达可以是电动马达，该电动马达可以在着陆期间被使用从而提供辅助的制动功能，该辅助的制动将实现电的产生。该电可以被存储在电池或高容量电容器中以在滑行期间再利用。可替代地，所述马达可以包括液压马达。
根据本发明的第二方面，提供一种飞机起落架装置，该飞机起落架装置包括至少两个主起落架组件，该至少两个主起落架组件与飞机的机翼或机身相连接；和单个前起落架组件，该单个前起落架组件与在所述飞机的前端附近连接至机身，每个所述起落架组件均包括至少一个轮，其中所述主起落架组件中的至少一个主起落架组件包括驱动***，该驱动***布置成可旋转地驱动所述主起落架组件的至少一个轮。
附图说明
现在将通过实施例并且参照附图详细地描述根据本发明的飞机起落架装置，其中：
图1是示出了典型的三轮起落架装置的客机的示意性仰视图；
图2是根据本发明的前起落架组件和两个主起落架组件的示意性平面图；
图3是对供图2的装置之用的主起落架轮进行剖切的示意性剖视图；
图4是对典型的前起落架轮进行剖切的示意性剖视图；以及
图5是对供根据本发明的飞机起落架装置之用的前起落架轮进行剖切的示意性剖视图。
具体实施方式
在图1中，飞机10包括机身12、机翼14以及水平尾翼16。前起落架组件18布置在机身12的前箱内，并且两个主起落架组件布置在机身本身中的机身中点周围或者布置在如图1所示在机翼14的根部的加强的引擎机舱中的机身中点周围。
图2以示意性平面图形式示出了根据本发明的飞机起落架组件。在图2中，前起落架包括支承轮轴24的伸缩式起落架支柱22。轮轴24具有分别安装前起落架轮26的两个相对端部。在图5中更详细地示出了前起落架轮26。
每个主起落架组件20均包括支承主起落架轮轴30的主起落架支柱28。主起落架轮轴30具有可旋转地支承主起落架轮32的两个相对端部。
在传统的主起落架组件中，两个轮32都具有布置在轮内的已知形式的高能制动装置。然而在本发明的情况下，内侧轮32a具有布置在轮内的电动马达装置，而外侧轮32b具有传统的高能制动装置。
在图3中，在示意性剖视图中示出了主起落架轮32。特别地，图3所示的轮32是图2所示的右手侧的轮对的内侧轮32a。
图3所示的轮32是典型的主起落架轮，该主起落架轮包括通过紧固件(未示出)被固定在一起的两个部件34、36。该两个部件34、36当被紧固在一起时限定出轮圈38和通过环形腹板42连接至该轮圈38的轮毂40。
两个部件34、36是杯状的，具有圆形基部和从该基部伸出以限定出轮圈38的圆筒形壁。部件34比部件36浅得多，使得当这些部件被组装在一起时，轮毂40沿其轴向相对于轮32的中点偏移。那提供了在部件36内的相对深的空间，该空间通常容纳高能制动装置。在本发明中，然而，不存在高能制动装置并且由该装置腾出的空间替代地由电动马达44占据。该电动马达被安装至主起落架支柱28并且以可驱动方式被连接至轮轴30。
电动马达44被供以高度充足的电力以实现轮32的驱动，并且如上所述，当在大多数操作条件下滑行时，主起落架轮32具有足够的附着牵引力以驱动飞机10。
而且，当飞机着陆时，电动马达44切换到制动状态以便加强着陆制动力。在该装置中，轮轴30驱动电动马达44使得该电动马达用作发电机。由制动作用产生的电可以被存储在飞机上的适当的电存储器内供滑行期间再利用，例如电可以被存储在电池或高容量电容器中。
和传统的主起落架轮不同，如图3所示，传统的前起落架轮趋于关于轮的中心线C沿轴向基本对称(见图4)。
在本发明中，提出替代性的前起落架装置，其中前起落架轮具有类似于主起落架轮的偏置轮毂。该装置在图5中示出。在图5中，前起落架轮26包括第一部件46和第二部件48。第一部件46具有大致圆形的基部50，该圆形基座50带有从其向外延伸的圆筒形壁52。部件48也具有圆形基部54，该圆形基座54带有从其向外延伸的圆筒形壁56。圆筒形壁56比部件46的圆筒形壁52深得多。然而，轮26的总轴向长度保持不变。圆形基部50、54限定出轮毂58，并且圆筒形壁52、56限定出轮圈60。因此，轮毂58基本上沿轴向相对于轮26的中心线C偏移。通过使轮毂58沿轴向偏移，可获得空间以将高能制动装置设置在前起落架轮26中，从而加强在着陆或中断起飞时的主制动力。高能制动装置62在图5中以虚线示出并且具有传统形式，不过适于装配到由较小的前起落架轮26限定的较小的空间壳层内。
本发明通过在主起落架轮中安装电动马达或液压马达，使飞机能够滑行而无需利用其主发动机。在前起落架中提供高能制动装置减轻了由在主起落架中用电动马达代替高能制动装置中的一个装置所引起的制动性能的降低。在不使用主发动机的情况下飞机滑行具有相当多的优点，例如减少噪声、减少燃料使用和在地面的二氧化碳排放，延长制动器寿命并且延长飞机周转时间。马达还具有通常预期是滑行期间最常用的制动功能。这减小了滑行期间主制动器上的磨损。相信在飞机滑行期间会出现不成比例的制动器磨损量。
虽然上面已经参照一个或更多个优选实施方式描述了发明，但是应当理解到可以进行各种改变或修改而不偏离本发明的保护范围。
例如任何类型的马达都可以用于代替电动马达。另外，传动***也可以用在马达和轮之间以便例如在起飞和着陆期间提供齿轮减速/扭矩增大或用于断开的离合器功能。

Claims (10)

1.一种飞机起落架装置，该飞机起落架装置包括前起落架组件和至少一个主起落架组件，所述前起落架组件具有前起落架轮，所述前起落架轮在其内布置有高能制动装置，所述主起落架组件具有在其内布置有高能制动装置的主起落架轮和在其内布置有马达的主起落架轮，该马达用于在所述飞机的滑行期间驱动该主起落架轮。
2.根据权利要求1所述的飞机起落架装置，其中，设置两个主起落架组件，所述两个主起落架组件均具有两个主起落架轮，其中在一个所述主起落架轮中布置有高能制动装置，在另一个所述主起落架轮中布置有马达。
3.根据权利要求1或2所述的飞机起落架装置，其中，所述前起落架组件包括前起落架，该前起落架具有轮毂、围绕该轮毂且与该轮毂同轴地布置的轮圈，所述轮毂相对于所述轮的假想中心线沿轴向偏移。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的飞机起落架装置，其中，所述马达具有制动功能。
5.根据权利要求4所述的飞机起落架装置，其中，所述马达设置成在制动期间存储能量用于以后再利用。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的飞机起落架装置，其中，所述马达是电动马达。
7.根据权利要求6所述的飞机起落架装置，其中，所述电动马达具有制动功能并且在该制动功能期间产生电能，该电能被存储在所述飞机上的适当的电能存储器中。
8.根据权利要求7所述的飞机起落架装置，其中，所述电能存储器包括电池。
9.根据权利要求8所述的飞机起落架装置，其中，所述电能存储器包括高容量电容器。
10.一种飞机起落架装置，该飞机起落架装置包括连接至所述飞机的机翼或机身的至少两个主起落架组件和在所述飞机的前端附近连接至该机身的单个前起落架组件，每个所述起落架组件均包括至少一个轮，其中所述主起落架组件中的至少一个主起落架组件包括驱动***，该驱动***布置成可旋转地驱动所述主起落架组件的至少一个轮。
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