CN109774925B - 一种带抗抖振装置的飞机起落架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带抗抖振装置的飞机起落架，包括主起落架、机轮以及上阻力撑杆(2)；还包括下阻力抗抖振装置(A)，其上端与上阻力撑杆(2)铰接，其下端与主起落架支柱外筒(1)下端铰接；下阻力抗抖振装置(A)包括上连接件(31)、下连接件(30)以及固定在所述上、下连接件之间的刚性弹簧片阻尼器(a)和刚性弹簧片阻尼器(b)本发明实现起落架纵向地面滑行抖振状态的耗散，解决了飞机地面滑行时抖振严重的情况；而且能够有效吸收低频刹车诱导振动能量，大大降低振动幅度及振动载荷，解决抖振加剧乘坐时的颠簸现象以及会造成的部件受损，缩短寿命的问题。

Description

一种带抗抖振装置的飞机起落架

技术领域

本发明涉及飞机起落架纵向抖振领域，具体涉及一种带抗抖振装置的飞机起落架。

背景技术

飞机主起落架低频刹车诱导振动也称为抖振现象，抖振的振动频率通常在30Hz以下。在飞机主起落架机轮接地后的整个滑跑刹车过程中，在刹车***的作用下，由于刹车力激励引起的地面结合力变化、主起落架支柱的柔性、主起落架与机身连接处为非刚性连接以及轮胎的弹性等因素，起落架在受到变化的地面轮胎力的同时便会发生抖振现象。起落架抖振会加剧乘坐时的颠簸现象，可能造成相关部件受损、产生疲劳裂纹或断裂，缩短起落架***的使用寿命，还可能诱发飞机地面滑跑安全事故。因此起落架抗抖振问题的研究对于飞机飞行质量有着至关重要的意义。

惯容器具有相位超前及通高频、阻低频的特性，英国剑桥大学学者在2002年首次提出惯容器的概念，经过十来年的发展，惯容器已经逐步被应用于防地震的建筑、车辆悬架、火车以及起落架摆振***。公开号为CN108468625A的《一种悬架振动能量驱动制动***》及公开号为CN108488299A的《一种惯质系数可调式重型车用惯容器》都是将惯容器用于车辆悬架，说明惯容器装置已较为成熟可靠。弹簧片具有相位滞后及通低频、阻高频的特性。将两者进行合理的优化组合，便能够有效缓解并抑制主起落架纵向抖振现象。

为了解决空天飞机起落架抖振问题，本发明将惯容器组件用于主起落架低频刹车诱导振动***，采用惯容器和对能量起到耗散作用的刚性弹簧片阻尼器组成的减振装置，能够有效吸收低频振动能量，大大降低振动幅度及振动载荷，提高***动态性能。

发明内容

发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种带抗抖振装置的飞机起落架，采用滚珠丝杠惯容器和刚性弹簧片阻尼器并联的方式，能够有效减缓飞机在刹车过程中的起落架前后向振动现象，避免了刹车装置共振的问题。

一种带抗抖振装置的飞机起落架，包括主起落架、机轮以及上阻力撑杆；所述主起落架包括主起落架支柱外筒和主起落架活塞杆，所述主起落架活塞杆滑动安装在所述主起落架支柱外筒内；所述主起落架支柱外筒顶部与机身固定安装，在所述主起落架活塞杆末端安装有机轮；在所述主起落架支柱外筒下端铰接有上扭力臂，在所述主起落架活塞杆下端铰接有下扭力臂，所述上扭力臂与所述下扭力臂之间铰接；还包括下阻力抗抖振装置，其上端与所述上阻力撑杆铰接，其下端与所述主起落架支柱外筒下端铰接；

所述下阻力抗抖振装置包括上连接件、刚性弹簧片阻尼器、刚性弹簧片阻尼器以及下连接件；所述上阻力撑杆下端与所述上连接件铰接；所述下连接件与所述主起落架支柱外筒下端铰接；所述刚性弹簧片阻尼器和所述刚性弹簧片阻尼器均通过螺钉固定在所述上、下连接件之间。

所述刚性弹簧片阻尼器包括上固定撑杆、第一螺纹衬套、连接螺栓、第二螺纹衬套、刚性弹簧片以及下固定撑杆；所述连接螺栓具有螺帽，在所述连接螺栓的末端上设置有螺纹，所述连接螺栓依次穿过所述第一螺纹衬套、所述刚性弹簧片及所述第二螺纹衬套，其末端通过螺母固定连接；在所述上固定撑杆内设有螺纹，在所述下固定撑杆内设有螺纹，所述第一螺纹衬套和所述第二螺纹衬套分别通过螺纹与所述上固定撑杆和所述下固定撑杆固定连接。

在所述连接螺栓与所述第一螺纹衬套和所述第二螺纹衬套连接处分别设置有垫片和衬套。

所述滚珠丝杠惯容器包括飞轮室、飞轮、丝杠、轴承支撑座、丝杠支撑座以及行程室；所述丝杠最上端以及距离最上端设定距离处均设置有螺纹，所述距离为所述飞轮的长度，该段丝杠的截面形状为多边形；所述飞轮放置在所述飞轮室内，其内开设有与所述丝杠上端的截面形状对应的多边形，所述丝杠穿过所述飞轮，其下端通过螺母固定，并安装有轴承支撑座，其上端通过螺母固定；所述丝杠末端通过所述丝杠支撑座安装在所述行程室上；所述行程室内中空，形成所述丝杠的活动通道。

在所述飞轮室上通过飞轮室封盖密封。

有益效果：

(a)实现起落架纵向地面滑行抖振状态的耗散，解决了飞机地面滑行时抖振严重的情况；

(b)抗抖振装置能够有效吸收低频刹车诱导振动能量，大大降低振动幅度及振动载荷，解决抖振加剧乘坐时的颠簸现象以及会造成的部件受损，缩短寿命的问题。

(c)该下阻力抗抖振装置与起落架主支柱、上阻力撑杆形成的三角结构能有效提高起落架***动态稳定性。

附图说明

图1为带抗抖振装置的飞机起落架结构示意图；

图2为带抗抖振装置的飞机起落架左视图；

图3为刚性弹簧片阻尼器结构组成示意图；

图4为滚珠丝杠惯容器结构组成示意图；

图5为下阻力抗抖振装置结构连接方式示意图；

图中标号名称：1、主起落架支柱外筒，2、上阻力撑杆，3、上扭力臂，4、下扭力臂，5、轮胎，6、主起落架活塞杆，7、轮毂，8、上固定撑杆，9、第一垫片，10、第一衬套，11、第二垫片，12、第二衬套，13、固定螺母，14、第一螺纹衬套，15、连接螺栓，16、第二螺纹衬套，17、刚性弹簧片，18、下固定撑杆，19、飞轮室封盖，20、飞轮室，21、第三垫片,22、第一螺母,23、第四垫片，24、第二螺母，25、丝杠，26、飞轮，27、轴承支撑座，28、丝杠支撑座，29、行程室，30、下连接件，31、上连接件，A、下阻力抗抖振装置，a、刚性弹簧片阻尼器，b、滚珠丝杠惯容器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

图1为带抗抖振装置的飞机起落架结构示意图，图2为带抗抖振装置的飞机起落架左视图。如图1、2所示，本发明的带抗抖振装置的飞机起落架包括主起落架、机轮、上阻力撑杆2以及下阻力抗抖振装置A；所述主起落架包括主起落架支柱外筒1和主起落架活塞杆6，所述主起落架活塞杆6滑动安装在所述主起落架支柱外筒1内，并可在所述主起落架支柱外筒1内运动；所述主起落架支柱外筒1顶部与机身固定安装。在所述主起落架活塞杆6末端通过轴承安装有机轮，所述机轮包括轮毂7以及在所述轮毂7上设置的轮胎5。在所述主起落架支柱外筒1下端铰接有上扭力臂3，在所述主起落架活塞杆6下端铰接有下扭力臂4，所述上扭力臂3与所述下扭力臂4之间铰接。

所述上阻力撑杆2顶端安装在机身上，下端与所述下阻力抗抖振装置A铰接；所述下阻力抗抖振装置A与所述主起落架支柱外筒1下端铰接。所述下阻力抗抖振装置A包括上连接件31、刚性弹簧片阻尼器a、刚性弹簧片阻尼器b以及下连接件30；在所述上连接件31与所述下连接件30上均设有耳片，所述上阻力撑杆2下端铰接在所述上连接件31的耳片上；在所述主起落架支柱外筒1下端设置有耳片，所述下连接件30上的耳片与所述主起落架支柱外筒1下端的耳片铰接。所述刚性弹簧片阻尼器a和所述刚性弹簧片阻尼器b均通过螺钉固定在所述上、下连接件之间。

图3为刚性弹簧片阻尼器结构组成示意图。如图3所示，所述刚性弹簧片阻尼器a包括上固定撑杆8、第一螺纹衬套14、连接螺栓15、第二螺纹衬套16、刚性弹簧片17以及下固定撑杆18。所述连接螺栓15具有螺帽，在所述连接螺栓15的末端上设置有螺纹，所述连接螺栓15依次穿过所述第一螺纹衬套14、所述刚性弹簧片17及所述第二螺纹衬套16，其末端通过固定螺母(13)固定连接。在本发明中，在所述连接螺栓15与所述第一螺纹衬套14和所述第二螺纹衬套16连接处分别设置有垫片和衬套。在所述上固定撑杆8内设有螺纹，在所述下固定撑杆18内设有螺纹，所述第一螺纹衬套14和所述第二螺纹衬套16分别通过螺纹与所述上固定撑杆8和所述下固定撑杆18固定连接。由此，传递到下阻力抗抖振装置的地面航向阻力作用于所述刚性弹簧片17上，通过所述刚性弹簧片17自身的弹性与塑性，可以有效的减缓起落架的抖振现象，所述刚性弹簧片17受力变形缓解航向振动，降低振动幅度及振动载荷。

图4为滚珠丝杠惯容器结构组成示意图。如图4所示，所述滚珠丝杠惯容器b包括飞轮室20、飞轮26、丝杠25、轴承支撑座27、丝杠支撑座28以及行程室29。所述丝杠25最上端以及距离最上端一定距离处均设置有螺纹，所述一定距离为所述飞轮26的长度，且这段丝杠的截面形状为多边形。所述飞轮26放置在所述飞轮室20内，其内开设有与所述丝杠上端的截面形状对应的多边形，所述丝杠25穿过所述飞轮26，其下端通过第四垫片23和第二螺母24固定，并安装有轴承支撑座27；其上端通过第三垫片21和第一螺母22固定。在所述飞轮室20上通过飞轮室封盖19密封。所述丝杠25末端通过所述丝杠支撑座28安装在所述行程室29上。所述行程室29内中空，形成所述丝杠25的活动通道。地面航向滑行产生的阻力传递过来的轴向力作用于所述滚珠丝杠惯容器b两端，使丝杠25和螺母产生相对位移，丝杠25的直线运动通过滚珠丝杠副转化为飞轮26旋转运动，进而将势能转化为动能，从而有效吸收刹车诱导振动能量；本发明中，所述滚珠丝杠惯容器b中滚珠丝杠受到的纵向拉压力将直线运动转化为旋转运动，丝杠驱动飞轮旋转实现能量耗散。刚性弹簧片阻尼器a限制纵向位移，同时可以起到减振的作用。惯容器和弹簧片装置两者结合，能够有效吸收低频刹车诱导振动能量并保证起落架结构的稳定性，延长了刹车装置和起落架装置的使用寿命，提高了飞机地面滑跑稳定性，保证了飞机飞行安全。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。

Claims (4)

1.一种带抗抖振装置的飞机起落架，包括主起落架、机轮以及上阻力撑杆（2）；所述主起落架包括主起落架支柱外筒（1）和主起落架活塞杆（6），所述主起落架活塞杆（6）滑动安装在所述主起落架支柱外筒（1）内；所述主起落架支柱外筒（1）顶部与机身固定安装，在所述主起落架活塞杆（6）末端安装有机轮；在所述主起落架支柱外筒（1）下端铰接有上扭力臂（3），在所述主起落架活塞杆（6）下端铰接有下扭力臂（4），所述上扭力臂（3）与所述下扭力臂（4）之间铰接；其特征在于：还包括下阻力抗抖振装置（A），其上端与所述上阻力撑杆（2）铰接，其下端与所述主起落架支柱外筒（1）下端铰接；

所述下阻力抗抖振装置（A）包括上连接件（31）、刚性弹簧片阻尼器（a）、滚珠丝杠惯容器（b）以及下连接件（30）；所述上阻力撑杆（2）下端与所述上连接件（31）铰接；所述下连接件（30）与所述主起落架支柱外筒（1）下端铰接；所述刚性弹簧片阻尼器（a）和所述滚珠丝杠惯容器（b）均通过螺钉固定在所述上、下连接件之间；

所述滚珠丝杠惯容器（b）包括飞轮室（20）、飞轮（26）、丝杠（25）、轴承支撑座（27）、丝杠支撑座（28）以及行程室（29）；所述丝杠（25）最上端以及距离最上端设定距离处均设置有螺纹，所述距离为所述飞轮（26）的长度，该段丝杠的截面形状为多边形；所述飞轮（26）放置在所述飞轮室（20）内，其内开设有与所述丝杠（25）上端的截面形状对应的多边形，所述丝杠（25）穿过所述飞轮（26），其下端通过螺母固定，并安装有轴承支撑座（27），其上端通过螺母固定；所述丝杠（25）末端通过所述丝杠支撑座（28）安装在所述行程室（29）上；所述行程室（29）内中空，形成所述丝杠（25）的活动通道。

2.根据权利要求1所述的飞机起落架，其特征在于：所述刚性弹簧片阻尼器（a）包括上固定撑杆（8）、第一螺纹衬套（14）、连接螺栓（15）、第二螺纹衬套（16）、刚性弹簧片（17）以及下固定撑杆（18）；所述连接螺栓（15）具有螺帽，在所述连接螺栓（15）的末端上设置有螺纹，所述连接螺栓（15）依次穿过所述第一螺纹衬套（14）、所述刚性弹簧片（17）及所述第二螺纹衬套（16），其末端通过螺母（13）固定连接；在所述上固定撑杆（8）内设有螺纹，在所述下固定撑杆（18）内设有螺纹，所述第一螺纹衬套（14）和所述第二螺纹衬套（16）分别通过螺纹与所述上固定撑杆（8）和所述下固定撑杆（18）固定连接。

3.根据权利要求2所述的飞机起落架，其特征在于：在所述连接螺栓（15）与所述第一螺纹衬套（14）和所述第二螺纹衬套（16）连接处分别设置有垫片和衬套。

4.根据权利要求1所述的飞机起落架，其特征在于：在所述飞轮室（20）上通过飞轮室封盖（19）密封。