CN109733594A - 一种冷气收放起落架***及其起落方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷气收放起落架***，包括气源单元和起落架收发单元，所述气源单元为起落架收发单元提供气动力；本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下；本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机，具有重量轻、维护方便等明显优势。本发明还公开了一种冷气收放起落架***的起落方法，为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气，有效的控制了冷气收放起落架速度。本发明避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

Description

一种冷气收放起落架***及其起落方法

技术领域

本发明属于无人机起落架的技术领域，具体涉及一种冷气收放起落架***及其起落方法。

背景技术

在飞机整个飞行阶段，最关键的是起飞和着陆阶段，50％以上的安全事故均发生在起飞和降落阶段，而起落架的有效可靠收放直接影响到飞行安全和装备的完好性。

目前国内外飞机起落架收放***大多采用液压驱动方式，应急情况下使用冷气放下起落架。还有个别小型无人机采用由母机携带起飞，只在着陆时采用冷气驱动放下起落架的方式，一方面其无法用冷气收上起落架，另一方面其起落架收放速度不能很好的实施控制。冷气收放起落架技术相比液压收放，重量轻，维护方便。对于小型无人机，其收放载荷小，采用新型的冷气收放起落架具有明显优势，针对小型的无人机急需要一套冷气收放***，能够实现冷气收上、放下以及应急放下（作为备份）的过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷气收放起落架***，本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下；本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机，具有重量轻、维护方便等明显优势。

本发明的另一个目的在于提供一种冷气收放起落架***的起落方法，本发明为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气，有效的控制了冷气收放起落架速度。本发明避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种冷气收放起落架***，包括气源单元和起落架收发单元，所述气源单元为起落架收发单元提供气动力；所述气源单元包括气源组件和依次连接的充气阀门、气瓶组件、空气减压器；所述充气阀门与气瓶组件之间设置有冷气传感器；所述起落架收发单元包括收放气压电磁阀、应急放气压电磁阀、起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒；所述起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒分别通过收放气压电磁阀连接空气减压器；所述应急放气压电磁阀连接气源组件。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述充气阀门采用通用接口且集成有过滤器；所述空气减压器内集成有安全阀。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述收放气压电磁阀、应急放气压电磁阀的排气口分别集成有节流阀并配置有***。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述应急放气压电磁阀为收放气压电磁阀的余度。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述收放起落架的收上和放下均设置了解锁压力；且收上到位后设置有卡锁装置。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种冷气收放起落架***的起落方法，包括收起落架的步骤：先收起落架支柱，首先发送放支柱的指令，使放支柱冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力3MPa；再发送收支柱的指令，使起落架支柱收上；然后收起起落架护板，首先发送放护板的指令，使放护板冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力为5MPa；再发送收护板的指令，使起落架护板收上。

为了更好的实现本发明，进一步的，发送收支柱指令20s后，发送收护板的指令。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括放起落架的步骤：先放起落架护板，则首先发送收护板的指令，使收护板冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放护板的指令使起落架护板放下；然后放起落架支柱，首先发送收支柱的指令，使收支柱冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放支柱指令，使起落架支柱放下。

为了更好的实现本发明，进一步的，发送放护板的指令13s后发送收支柱的指令。

本发明的创新之处：

1.传统收放是用液压收放、冷气用于应急放（备份），也就是在液压无法正常放下起落架的故障情况下，采用冷气进行应急放，因而冷气只用于放下而不能用于收上，机上需要配置液压装置和冷气装置两套***；本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下（作为备份），与传统收放方式相比，该冷气收放仅需机上提供冷气***即可，避免了多种能源共用带来的内部结构臃肿、检修维护不便等问题，而本发明设计的冷气收放***用于小型无人机具有重量轻、维护方便等明显优势。

2.本发明解决了冷气收放用作主要收放能源的速度过快问题，该技术也是能够成功应用冷气收上、放下和应急放的关键技术，基于冷气膨胀做功提出了反向充气（也可称为预充气）的控制策略，从根本上减缓了收放速度，避免了速度过快与结构碰撞造成的起落架结构损伤，也避免了由于收上速度过快影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来严重后果。

全机无液压源，起落架收放的全程靠机上的气源提供能量。将冷气用于正常收放和应急放，采用无污染的洁净氮气或压缩空气，清洁环保，效率高。冷气收放起落架***由气源单元和起落架收放单元组成：

①气源单元由充气阀门、气瓶组件、空气减压器、冷气传感器和管路等组成，为起落架收放提供气动力。充气阀门采用通用接口，集成有过滤器，以保证冷气装置的清洁度。空气减压器用于调节起落架收放的工作压力；空气减压器内集成有安全阀，以保证***安全。冷气传感器用于监测***冷气压力，将测试信号提供给飞控计算机。

②起落架收放单元由收放气压电磁阀、应急放气压电磁阀、收放作动筒和管路等组成，节流阀集成到电磁阀的排气口，并配置***。应急放气压电磁阀为放气压电磁阀的余度。通过飞行器管理计算机发送指令，控制起落架支柱和护板的顺序收放。为避免防止飞机自动放下、收到撞击时自动收起，收上和放下均设置了解锁压力，避免意外收上或放下。同时收上到位后有卡锁装置，保证在大机动时起落架不被甩出，确保安全。

由飞行器管理计算机提供起落架收放控制信号，控制起落架的收放传统的收放策略采用。传统控制策略是：飞行器管理计算机发送指令后，电磁铁（3D）动作，放下主起落架护板；护板放下后电磁铁（1D）动作，再放下起落架的3个支柱。当要收起落架时，飞行器管理计算机发送指令，电磁铁（2D）动作，收上起落架的3个支柱；支柱收上后电磁铁（4D）动作，再收上起落架护板。

根据冷气膨胀做功的原理，使用反向充气（也可称其为“预先充气”或“预充气”）的控制策略，有效控制气压作动筒的工作速度。针对空中收放/地面收放面临的不同载荷，制定了空中/综检两套控制策略，分别服务飞行任务/地面检查，既保证飞行安全，又突出了地面的演示效果。

在空中阶段的冷气收放起落架控制策略如下：收起落架支柱时，先发“放支柱”指令，使放支柱冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力约为3MPa，再发“收支柱”指令使起落架支柱收上；收起落架护板时，先发“放护板”指令，使放护板冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力约为5MPa，再发“收护板”指令使起落架护板收上；放起落架护板时，先发“收护板”指令，使收护板冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力约为2MPa，再发“放护板”指令使起落架护板放下；放起落架支柱时，先发“收支柱”指令，使收支柱冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力约为2MPa，再发“放支柱”指令使起落架支柱放下。

本发明公开了一种冷气收放起落架***，用于小型无人机起落架收放。小型无人机收放载荷小，一方面因为“小型”因而对收放***的体积及重量有严苛要求，另一方面机上无液压源可用。因此传统的液压收放为主，冷气或电收放做备份的方式是不可取的。本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机。同时为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气（也可称之为“预先充气”或“预充气”），有效的控制了冷气收放起落架速度。该收放策略避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

本发明的有益效果：

（1）本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机。

（2）本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下（作为备份），与传统收放方式相比，该冷气收放仅需机上提供冷气***即可，避免了多种能源共用带来的内部结构臃肿、检修维护不便等问题，而本发明设计的冷气收放***用于小型无人机具有重量轻、维护方便等明显优势。

（3）为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气，有效的控制了冷气收放起落架速度。本发明避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的控制流程图。

其中：1-充气阀门、2-气瓶组件、3-空气减压器、4-收放气压电磁阀、5-收放气压电磁阀、6-应急放气压电磁阀、7-冷气传感器、8-气源组件。

具体实施方式

实施例1：

一种冷气收放起落架***，如图1所示，包括气源单元和起落架收发单元，所述气源单元为起落架收发单元提供气动力；所述气源单元包括气源组件8和依次连接的充气阀门1、气瓶组件2、空气减压器3；所述充气阀门1与气瓶组件2之间设置有冷气传感器7；所述起落架收发单元包括收放气压电磁阀4，5、应急放气压电磁阀6、起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒；所述起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒分别通过收放气压电磁阀4，5连接空气减压器3；所述应急放气压电磁阀6连接气源组件8。

本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下；本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机，具有重量轻、维护方便等明显优势。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图1所示，所述充气阀门1采用通用接口且集成有过滤器；所述空气减压器3内集成有安全阀。所述收放气压电磁阀4，5、应急放气压电磁阀6的排气口分别集成有节流阀并配置有***。所述应急放气压电磁阀6为收放气压电磁阀4，5的余度。所述收放起落架的收上和放下均设置了解锁压力；且收上到位后设置有卡锁装置。

充气阀门1采用通用接口，集成有过滤器，以保证冷气装置的清洁度。空气减压器3用于调节起落架收放的工作压力；空气减压器3内集成有安全阀，以保证***安全。冷气传感器7用于监测***冷气压力，将测试信号提供给飞控计算机。

通过飞行器管理计算机发送指令，控制起落架支柱和护板的顺序收放。为避免防止飞机自动放下、收到撞击时自动收起，收上和放下均设置了解锁压力，避免意外收上或放下。同时收上到位后有卡锁装置，保证在大机动时起落架不被甩出，确保安全。

本发明首次将冷气作为主能源，能够用于起落架收上、放下以及应急放下；本发明提出了新型的冷气收放为主，应急冷气收放为辅的新型收放方式，即正常收放或应急放均采用冷气收放的方式，适用于小型无人机，具有重量轻、维护方便等明显优势。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

一种冷气收放起落架***的起落方法，采用实施例1或2的冷气收放起落架***进行控制，如图2所示，包括收起落架的步骤：先收起落架支柱，首先发送放支柱的指令，使放支柱冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力3MPa；再发送收支柱的指令，使起落架支柱收上；发送收支柱指令20s后，然后收起起落架护板，首先发送放护板的指令，使放护板冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力为5MPa；再发送收护板的指令，使起落架护板收上。

还包括放起落架的步骤：先放起落架护板，则首先发送收护板的指令，使收护板冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放护板的指令使起落架护板放下；发送放护板的指令13s后，然后放起落架支柱，首先发送收支柱的指令，使收支柱冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放支柱指令，使起落架支柱放下。

本发明为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气，有效的控制了冷气收放起落架速度。本发明避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

实施例4：

一种冷气收放起落架***的起落方法，如图2所示，包括冷气收起落架的步骤：

1）收起落架支柱时，先发“放支柱”指令，使放支柱冷气管路及作动筒充气6s；2）发“收支柱”指令使起落架支柱收上；3）20s后，开始收起落架护板，同样需要预充气，即先发“放护板”指令，使放护板冷气管路及作动筒充气6s；4）发“收护板”指令使起落架护板收上；5）15s后由机电管理模块检查三个护板均收上到位。

同样地，还包括冷气放起落架的步骤：

1）放起落架护板时，先发“收护板”指令，使收护板冷气管路及作动筒充气2s；2）发“放护板”指令使起落架护板放下；3）13s后，开始放起落架支柱，同样需要预充气，即先发“收支柱”指令，使收支柱冷气管路及作动筒充气2s；4）发“放支柱”指令使起落架支柱放下；5）38s后由机电管理模块检查三个支柱均放下到位。

本发明为了控制冷气收放这种新型方式的收放速度更平稳，采用了反向充气，有效的控制了冷气收放起落架速度。本发明避免了速度过快而与结构碰撞造成起落架结构损伤，也避免了收上时由于速度过快对影响飞机姿态导致飞控无法及时更新姿态带来的严重后果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷气收放起落架***，其特征在于，包括气源单元和起落架收发单元，所述气源单元为起落架收发单元提供气动力；所述气源单元包括气源组件（8）和依次连接的充气阀门（1）、气瓶组件（2）、空气减压器（3）；所述充气阀门（1）与气瓶组件（2）之间设置有冷气传感器（7）；所述起落架收发单元包括收放气压电磁阀（4，5）、应急放气压电磁阀（6）、起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒；所述起落架支柱作动筒、起落架护板作动筒分别通过收放气压电磁阀（4，5）连接空气减压器（3）；所述应急放气压电磁阀（6）连接气源组件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种冷气收放起落架***，其特征在于，所述充气阀门（1）采用通用接口且集成有过滤器；所述空气减压器（3）内集成有安全阀。

3.根据权利要求1所述的一种冷气收放起落架***，其特征在于，所述收放气压电磁阀（4，5）、应急放气压电磁阀（6）的排气口分别集成有节流阀并配置有***。

4.根据权利要求1或3所述的一种冷气收放起落架***，其特征在于，所述应急放气压电磁阀（6）为收放气压电磁阀（4，5）的余度。

5.根据权利要求1所述的一种冷气收放起落架***，其特征在于，所述收放起落架的收上和放下均设置了解锁压力；且收上到位后设置有卡锁装置。

6.一种冷气收放起落架***的起落方法，其特征在于，包括收起落架的步骤：先收起落架支柱，首先发送放支柱的指令，使放支柱冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力3MPa；再发送收支柱的指令，使起落架支柱收上；然后收起起落架护板，首先发送放护板的指令，使放护板冷气管路及作动筒充气6s，此时作动筒内压力为5MPa；再发送收护板的指令，使起落架护板收上。

7.根据权利要求6所述的一种冷气收放起落架***的起落方法，其特征在于，发送收支柱指令20s后，发送收护板的指令。

8.根据权利要求6或7所述的一种冷气收放起落架***的起落方法，其特征在于，还包括放起落架的步骤：先放起落架护板，则首先发送收护板的指令，使收护板冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放护板的指令使起落架护板放下；然后放起落架支柱，首先发送收支柱的指令，使收支柱冷气管路及作动筒充气2s，此时作动筒内压力为2MPa；再发送放支柱指令，使起落架支柱放下。

9.根据权利要求8所述的一种冷气收放起落架***的起落方法，其特征在于，发送放护板的指令13s后发送收支柱的指令。