CN110589022B - 一种加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载*** - Google Patents

Abstract

本申请属于飞机起落架变行程加载试验技术领域，特别涉及一种加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***，加载装置包括：摇臂，其包括支柱连接部、轮毂安装轴以及缓冲器连接部；两个轮毂模拟件，分别通过其双耳结构上固定套设在两侧的轮毂安装轴上；两个三向接头，分别转动安装在两侧的轮毂安装轴上，且同侧的双耳结构中，并包括两个航向加载耳片和一个垂向加载耳片。本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***，解决了多支柱起落架在狭小空间内无法实现各支柱单独加载的难题，能够实现多支柱式起落架的多点协调性加载，且保证加载精度，同时提高工作效率，有效缩短试验周期。

Description

一种加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***

技术领域

本申请属于飞机起落架变行程加载试验技术领域，特别涉及一种加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***。

背景技术

常规起落架变行程加载方法通常仅适用于单支柱起落架。为防止变形发散，各向加载应尽可能做到单向拉伸，因此对加载空间需求较大。对于多支柱起落架，各支柱间的有限空间必然会导致无法对单个支柱进行独立加载。而且，对于摇臂式起落架，为满足缓冲器不同行程的需要，必然会对加载装置的多个加载点进行频繁换装进而影响试验进度。

目前，部分起落架变行程试验的加载装置及方法仅适用于支柱式起落架。对于支柱式起落架，缓冲器压缩量的变化不影响高应力点的位置，仅会引起主交点上的力矩发生线性变化，因此可通过平衡附加矩的方式消除大部分压缩量变化对试验结果带来的影响；但是对于摇臂式起落架，缓冲器压缩量的变化不仅会改变高应力点的位置(摇臂承载角度发生变化)，还会引起主交点上的力矩、集中力均发生非线性变化，现有加载装置和方法则无法真实地反映试验件的承载情况。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***。

第一方面，本申请公开了一种加载装置，包括：

摇臂，所述摇臂包括摇臂本体，所述摇臂本体一端为支柱连接部，另一端左右对称设置两个与所述摇臂本体垂直的轮毂安装轴，所述摇臂本体顶部设置有缓冲器连接部；

两个轮毂模拟件，每个所述轮毂模拟件的顶部设置为双耳结构，且在所述双耳结构上贯穿设置有安装孔，每个所述轮毂模拟件的底部设置有刹车点加载耳片以及侧向加载耳片，其中，两个所述轮毂模拟件分别通过其双耳结构上的安装孔固定套设在所述摇臂左右两侧的轮毂安装轴上；

两个呈板状的三向接头，每个所述三向接头中部开穿设置有安装孔，在所述安装孔周边位置的所述三向接头上设置有两个航向加载耳片和一个垂向加载耳片，其中，两个所述三向接头分别通过其安装孔转动安装在所述摇臂左右两侧的轮毂安装轴上，且分别位于左右两侧的所述轮毂模拟件的双耳结构中。

根据本申请的至少一个实施方式，在所述摇臂本体靠近轮毂安装轴的一端，左右两侧对称设置有凸出的固定部；其中

在每个所述轮毂模拟件的顶部靠近所述摇臂本体的一侧设置有固定耳片，所述固定耳片上开设有与对应侧的所述固定部相适配的通孔，并固定套设在所述固定部上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述双耳结构的安装孔通过套筒固定套设在所述轮毂安装轴上。

根据本申请的至少一个实施方式，在呈板状的所述三向接头上，垂向加载耳片位于所述安装孔的顶部，两个航向加载耳片位于所述垂向加载耳片的两侧。

根据本申请的至少一个实施方式，每个所述轮毂模拟件的底部设置有两个刹车点加载耳片，设置位于与两个所述航向加载耳片的设置位置相对应。

根据本申请的至少一个实施方式，在每个所述轮毂模拟件底部的与所述毂安装轴轴线垂直平面上，设置有两组刹车点加载耳片，且每组包括两个相互平行的刹车点加载耳片，两组刹车点加载耳片的加载轴线位于同一平面，且呈预定夹角。

根据本申请的至少一个实施方式，所述刹车点加载耳片、侧向加载耳片、航向加载耳片以及垂向加载耳片中均设置有球铰连接件。

第二方面，本申请还公开了一种多支柱起落架变行程免换装加载***，包括：

并排设置的至少两个加载装置，所述加载装置采用上述第一方面中任一项所述的加载装置；

多根连接杆，每根所述连接杆能够将相邻的两个加载装置之间的相对位置处的两个航向加载耳片或两个刹车点加载耳片进行连接，其中，所述连接杆与所述航向加载耳片或所述刹车点加载耳片之间为铰接。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***，首次解决了多支柱起落架在狭小空间内无法实现各支柱单独加载的难题，不仅能够消除支柱变形及各支柱间相对位移导致的附加矩进而保证试验加载精度，还能避免频繁多点换装影响工作进度的难题，特别在静强度试验及疲劳强度试验中，均能够实现多支柱式起落架的多点协调性加载，且保证加载精度，同时提高工作效率，有效缩短试验周期。

附图说明

图1是本申请加载装置的主视图；

图2是本申请加载装置的左视图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是本申请多支柱起落架变行程免换装加载***一优选实施例中其中一种连接状态的结构示意图；

图5是本申请多支柱起落架变行程免换装加载***一优选实施例中另一种连接状态的结构示意图；

图6是摇臂式起落架(图中左侧)以及支柱式起落架(图中右侧)的示意图；

图7是摇臂式起落架(图中左侧)以及支柱式起落架(图中右侧)的机轮接地点位置示意图；

图8是各支柱间加载示意图；

图9是一实施例中起落架示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1-图9对本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***进一步详细说明。

第一方面，如图1-图3所示，申请公开了一种加载装置，可以包括摇臂1、轮毂模拟件2以及三向接头3等部件。

其中，摇臂1可以采用目前已知的起落架的摇臂结构；具体地，摇臂1包括呈圆筒状的摇臂本体11，摇臂本体11一端(图1中的左端)为支柱连接部12，用于与支柱进行铰接；摇臂本体11另一端(图1中的右端)左右对称设置两个与摇臂本体11垂直的轮毂安装轴13；另外，摇臂本体11顶部设置有缓冲器连接部14，用于与缓冲器进行铰接。进一步地，在摇臂本体11靠近轮毂安装轴13的一端，左右两侧对称设置有凸出的固定部15，该固定部15用于与刹车轴进行连接。

轮毂模拟件2(又叫假机轮轮毂)的数量为两个；每个轮毂模拟件2的顶部设置为双耳结构21，中间形成U形开口槽，且在双耳结构21上贯穿(同时贯穿两个耳片)设置有安装孔，从而使得两个轮毂模拟件2分别通过其双耳结构21上的安装孔固定套设在摇臂1左右两侧的轮毂安装轴13上。另外，为使得连接结构更加稳固，优选双耳结构21的安装孔通过套筒4固定套设在轮毂安装轴13上。进一步地，每个轮毂模拟件2的底部设置有刹车点加载耳片22以及侧向加载耳片23。

三向接头3呈板状，数量为两个；每个三向接头3中部开穿设置有安装孔，在安装孔周边位置的三向接头3上设置有两个航向加载耳片31和一个垂向加载耳片32，其中，两个三向接头3分别通过其安装孔转动安装在摇臂1左右两侧的轮毂安装轴13上，且分别位于左右两侧的轮毂模拟件2的双耳结构21中，即双耳结构21的U形开口槽中。

其中，三向接头3上的两个航向加载耳片31和一个垂向加载耳片32的位置可以根据试验需要进行适合的设置，本实施例中，在呈板状的三向接头3上，垂向加载耳片32位于安装孔的顶部，两个航向加载耳片31位于垂向加载耳片32的两侧(图1的左右两侧)。

同样地，轮毂模拟件2上的刹车点加载耳片22和侧向加载耳片23的数量和设置位置也可以根据试验需要进行适合的设置；本实施例中，优选每个轮毂模拟件2的底部设置有两个刹车点加载耳片22，其设置位于与两个航向加载耳片31的设置位置相对应，即图1中的一左一右设置。进一步地，优选在每个轮毂模拟件2底部的与毂安装轴13轴线垂直平面上，设置有两组刹车点加载耳片22，且每组包括两个相互平行的刹车点加载耳片22，两组刹车点加载耳片22的加载轴线位于同一平面，且呈预定夹角。

进一步地，本申请的加载装置中，在每个轮毂模拟件2的顶部靠近摇臂本体11的一侧还固定设置有固定耳片24，固定耳片24上开设有与对应侧的固定部15相适配的通孔，并通过该通孔固定套设在固定部15上。

进一步地，上述轮毂模拟件2以及三向接头3中，涉及的刹车点加载耳片22、侧向加载耳片23、航向加载耳片31以及垂向加载耳片32中均设置有球铰连接件，也即通过球铰连接件与其他对应部件进行球铰连接，从而有利于释放转动自由度。

第二方面，如图4、图5所示，本申请还公开了一种多支柱起落架变行程免换装加载***，可以包括加载装置以及连接杆5等部件。

其中，加载装置包括至少两个，具体数量可以根据试验对象进行适合的设置，且至少两个加载装置采用图4、图5所示的并排方式设置。

连接杆5可以为多种适合的杆状结构件，其数量为多根，每根连接杆5能够将相邻的两个加载装置之间的相对位置处的两个航向加载耳片31或两个刹车点加载耳片22进行连接，以适应不同的试验需求；其中，连接杆5与航向加载耳片31或刹车点加载耳片22之间为铰接。

综上所述，本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***，首次解决了多支柱起落架在狭小空间内无法实现各支柱单独加载的难题，不仅能够消除支柱变形及各支柱间相对位移导致的附加矩进而保证试验加载精度，还能避免频繁多点换装影响工作进度的难题，特别在静强度试验及疲劳强度试验中，均能够实现多支柱式起落架的多点协调性加载，且保证加载精度，同时提高工作效率，有效缩短试验周期。

进一步地，本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***的设计步骤和设计构思如下：

步骤一、进行机轮接地点位置的参数化。

如图6、图7所示，起落架的加载点包括机轮中心点O点和机轮接地点A点。

1)对于摇臂式起落架，决定机轮接地点A点位置的参变量为机轮半径R和摇臂转角

其中，机轮半径R可根据CCAR25的规定求得，转角

的求解过程如下：

当缓冲器压缩为ΔS时，机轮接地点会由A变为A’，此时摇臂转过的角度

与ΔS之间的关系为：

2)对于支柱式起落架，决定机轮接地点位置的参变量仅为机轮半径R，根据CCAR25的规定即可求得。

当缓冲器压缩为ΔS时，支柱的结构倾角不会发生变化，因此机轮接地点A点不发生变化。

步骤二、采用差动加载，解决多支柱间空间狭小、无法对单个支柱的独立加载的问题。

以加载点参变量较多的摇臂式起落架为例，由于起落架为开放式结构，其各支柱之间空间狭小的问题主要体现在航向的加载上，即无法实现对各支柱的航向载荷进行独立加载。

航向加载点包括机轮中心点和机轮接地点，本发明经由一组机轮中心加载点和一组机轮接地加载点的设计，通过差动加载的方式来实现各支柱间单向拉伸加载的需求。如图8所示，1#双向作动筒对第1个支柱的机轮中心点施加了航向载荷Fx1，同时对第2个支柱施加了航向载荷-Fx1，因此需通过2#双向作动筒对第2个支柱施加航向载荷Fx1+Fx2来保证其机轮中心点所承受的航向总载为实际载荷∑F＝Fx1+Fx2-Fx1＝Fx2。依次类推，对第n个支柱机轮中心点施加的反向航向载荷应为

施加的航向载荷应为

对机轮接地点施加的反向航向载荷应为

施加的航向载荷应为

步骤三、解决各支柱间相对位移引起的附加矩。

首先，各加载点通过安装轴承释放转动自由度，以消除各支柱间相对位移对加载点产生的附加矩；其次，航向、垂向加载点的加载装置可绕轮轴转动，保证在任何缓冲器压缩量下，垂向及航向载荷作用线均能通过机轮中心，以消除加载变形的影响；最后，为防止机轮接地加载点的加载装置绕轮轴转动，需将其与刹车轴相连来约束转动自由度。

根据CCAR25，刹车载荷仅对应停机压缩量，因此刹车载荷加载点的位置仅对应一组参变量，侧向载荷加载点的位置则对应多组参变量。当缓冲器压缩量变化时，无需对加载装置进行换装，仅需将侧向加载点与加载设备重新连接，其余各点与加载设备连接点均不需拆卸。

最后，本申请将以某型机具体试验步骤为例，对本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***进行进一步说明，其中，所述某型机起落架示意图如图9所示。

步骤一、确定各支柱接地加载点的位置参数。

其中，某型机的试验工况如下表1所示：

表1试验工况及压缩量

对于多支柱起落架，由于各支柱的结构完全一致，因此仅需对一个支柱的机轮接地点位置参数进行确定即可。其中，各初始参数如下表2所示：

表2机轮接地点位置初始参数

进一步，单个支柱的机轮接地点位置参数见表3所示：

其中，针对加载状态1，如图4所示，其垂向加载点选为图中的J1点，其航向载荷点选为图中的J2点。当转换至加载状态2时，如图4所示，其垂向加载点选为图中的J1点，其航向载荷点选为图中的J2点，其侧向载荷点选为图中的J3(即两组刹车点加载耳片22中的右边一组)点。当转换至加载状态3时，如图5所示，其垂向加载点选为图中的J1点，其航向载荷点选为图中的J2点，其侧向载荷点选为图中的J4(即两组刹车点加载耳片22中的左边一组)点，其刹车载荷点选为图中的J5点。也即是说，通过本申请的加载装置及多支柱起落架变行程免换装加载***，在各个加载状态之间进行切换时，不用更换轮毂模拟件2、三向接头3等部件就能满足所需要的加载条件，从而提高工作效率，有效缩短试验周期。

步骤二、依据表3中给出的位置参数，设计加载装置，实现各支柱间的差动加载。

如图1所示，各加载耳孔内均安装球铰释放转动自由度；三向接头可绕轮轴转动，其沿轮轴轴向方向的自由度通过假机轮轮毂(即轮毂模拟件2)进行限位。假机轮轮毂通过与刹车轴连接的耳片(即固定耳片24)、轮毂安装轴13及套筒4进行各向限位。轮胎压缩量通过侧向加载耳片23和刹车加载耳片22的位置进行保证。

采用本申请实现的各支柱间的差动加载结构如图所示。加载姿态与表3中给出的参变量一一对应。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种加载装置，其特征在于，包括：

摇臂(1)，所述摇臂(1)包括摇臂本体(11)，所述摇臂本体(11)一端为支柱连接部(12)，另一端左右对称设置两个与所述摇臂本体(11)垂直的轮毂安装轴(13)，所述摇臂本体(11)顶部设置有缓冲器连接部(14)；

两个轮毂模拟件(2)，每个所述轮毂模拟件(2)的顶部设置为双耳结构(21)，且在所述双耳结构(21)上贯穿设置有安装孔，每个所述轮毂模拟件(2)的底部设置有刹车点加载耳片(22)以及侧向加载耳片(23)，其中，两个所述轮毂模拟件(2)分别通过其双耳结构(21)上的安装孔固定套设在所述摇臂(1)左右两侧的轮毂安装轴(13)上；

两个呈板状的三向接头(3)，每个所述三向接头(3)中部开穿设置有安装孔，在所述安装孔周边位置的所述三向接头(3)上设置有两个航向加载耳片(31)和一个垂向加载耳片(32)，其中，两个所述三向接头(3)分别通过其安装孔转动安装在所述摇臂(1)左右两侧的轮毂安装轴(13)上，且分别位于左右两侧的所述轮毂模拟件(2)的双耳结构(21)中。

2.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于，在所述摇臂本体(11)靠近轮毂安装轴(13)的一端，左右两侧对称设置有凸出的固定部(15)；其中

在每个所述轮毂模拟件(2)的顶部靠近所述摇臂本体(11)的一侧设置有固定耳片(24)，所述固定耳片(24)上开设有与对应侧的所述固定部(15)相适配的通孔，并固定套设在所述固定部(15)上。

3.根据权利要求2所述的加载装置，其特征在于，所述双耳结构(21)的安装孔通过套筒(4)固定套设在所述轮毂安装轴(13)上。

4.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于，在呈板状的所述三向接头(3)上，垂向加载耳片(32)位于所述安装孔的顶部，两个航向加载耳片(31)位于所述垂向加载耳片(32)的两侧。

5.根据权利要求4所述的加载装置，其特征在于，每个所述轮毂模拟件(2)的底部设置有两个刹车点加载耳片(22)，设置位于与两个所述航向加载耳片(31)的设置位置相对应。

6.根据权利要求5所述的加载装置，其特征在于，在每个所述轮毂模拟件(2)底部的与所述轮毂安装轴(13)轴线垂直平面上，设置有两组刹车点加载耳片(22)，且每组包括两个相互平行的刹车点加载耳片(22)，两组刹车点加载耳片(22)的加载轴线位于同一平面，且呈预定夹角。

7.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于，所述刹车点加载耳片(22)、侧向加载耳片(23)、航向加载耳片(31)以及垂向加载耳片(32)中均设置有球铰连接件。

8.一种多支柱起落架变行程免换装加载***，其特征在于，包括：

并排设置的至少两个加载装置，所述加载装置采用如权利要求1-7任一项所述的加载装置；

多根连接杆(5)，每根所述连接杆(5)能够将相邻的两个加载装置之间的相对位置处的两个航向加载耳片(31)或两个刹车点加载耳片(22)进行连接，其中，所述连接杆(5)与所述航向加载耳片(31)或所述刹车点加载耳片(22)之间为铰接。

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