RU2583535C1 - Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof - Google Patents
Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583535C1 RU2583535C1 RU2015115108/11A RU2015115108A RU2583535C1 RU 2583535 C1 RU2583535 C1 RU 2583535C1 RU 2015115108/11 A RU2015115108/11 A RU 2015115108/11A RU 2015115108 A RU2015115108 A RU 2015115108A RU 2583535 C1 RU2583535 C1 RU 2583535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- servo
- drives
- gear
- electric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиастроению, а именно к электроприводам колес шасси летательных аппаратов, позволяющим их самостоятельное движение по территории аэродрома.The invention relates to aircraft manufacturing, and in particular to electric wheels of the chassis of aircraft, allowing their independent movement on the territory of the aerodrome.
Известен электропривод пары колес шасси самолета (заявка WO №2011/134503 от 28.04.2010, RU №2529558 от 28.04.2010), включающий два последовательно расположенных, объединенных в тандем электродвигателя, выходной вал которых, перпендикулярный оси колес, соединяется зубчатыми венцами колес через двухступенчатый редуктор, одна из ступеней которого включает коническую зубчатую передачу. Такое расположение электродвигателей увеличивает высоту шасси самолета.A known electric drive for a pair of wheels of an airplane’s landing gear (application WO No. 2011/134503 dated 04/28/2010, RU No. 2529558 dated April 28, 2010) includes two electric motors arranged in tandem in series, the output shaft of which, perpendicular to the axis of the wheels, is connected by gears of the wheels through two-stage gearbox, one of the stages of which includes a bevel gear. This arrangement of electric motors increases the height of the aircraft chassis.
Известна конструкция электропривода колеса шасси летательного аппарата (патент US №4659039 от 29.07.1985, ПМ RU №116719 U1 от 08.02.2012, US №2015/0034761 от 28.07.2014). Электропривод содержит управляемый электродвигатель, ротор которого связан с колесом шасси через линейную механическую трансмиссию и обгонную муфту. Недостаток - невозможность реверса колеса и ненадежность обгонной муфты вследствие ее возможного заклинивания.The known design of the electric drive wheels of the chassis of the aircraft (US patent No. 4659039 from 07.29.1985, PM RU No. 116719 U1 from 08.02.2012, US No. 2015/0034761 from 07.28.2014). The electric drive contains a controlled electric motor, the rotor of which is connected to the chassis wheel through a linear mechanical transmission and an overrunning clutch. The disadvantage is the inability to reverse the wheel and the unreliability of the freewheel due to its possible jamming.
Известно изобретение устройств для торможения и привода колеса шасси самолета (патенты US №8633665 от 08.01.2011, US №8579229 от 06.12.2011, заявка US №2013/0327884 от 19.01.2012), включающих электромеханический привод дискового тормоза; электромеханический привод колеса, состоящий, по меньшей мере, из одного электродвигателя и многоступенчатого редуктора, выходной вал которого соединяется муфтой с зубчатым венцом колеса.The invention is known of devices for braking and driving the wheel of an airplane landing gear (US patents No. 8633665 dated 01/08/2011, US No. 8579229 dated 12/06/2011, application US No. 2013/0327884 dated 01/19/2012), including an electromechanical disk brake drive; an electromechanical wheel drive, consisting of at least one electric motor and a multi-stage gearbox, the output shaft of which is connected by a clutch to the ring gear of the wheel.
Недостаток данных устройств в том, что они имеют пониженную надежность вследствие наличия управляемых соединительных устройств, расположенных между электроприводом с зубчатым редуктором и зубчатой передачей вращательного движения на обод колеса.The disadvantage of these devices is that they have reduced reliability due to the presence of controlled connecting devices located between the electric drive with a gear reducer and the gear transmission of rotational motion to the wheel rim.
Известен электропривод колеса шасси самолета (патент US №8136761 от 06.08.2009), у которого зубчатый редуктор, соединяющий электродвигатель с колесом, является волновым.Known electric wheel gear of the landing gear of the aircraft (US patent No. 8136761 from 08/06/2009), in which the gear reducer connecting the electric motor to the wheel is wave.
Недостаток данного устройства в том, что зубчатые волновые редукторы не имеют высокой надежности при передаче большого крутящего момента.The disadvantage of this device is that gear wave reducers do not have high reliability when transmitting large torque.
Известно изобретение электромеханического привода дискового тормоза колеса шасси самолета (патент RU №2522643 от 25.07.2012), имеющего несколько электромеханических линейных двигателей, размещенных на опорном диске равномерно по окружности.The invention is known for the electromechanical drive of a disk brake of an aircraft landing gear wheel (patent RU No. 2522643 dated July 25, 2012) having several electromechanical linear motors placed uniformly on the supporting disk on the circumference.
Известно эксцентриково-циклоидальное внутреннее или внешнее зацепление составных зубчатых профилей (патент RU №2385435 от 22.12.2008), состоящее из нескольких смещенных по фазе относительно друг друга дисков, каждый с циклоидальным венцом, взаимодействующим с эксцентриковым валом с числом эксцентриков, равным числу колес. Каждый эксцентрик является цилиндрическим и имеет подшипник, посаженный на эксцентрично смещенный участок общего вала. Вал может приводиться во вращение от любого двигателя, в том числе от электродвигателя.Eccentric-cycloidal internal or external engagement of composite gear profiles is known (patent RU No. 2385435 dated December 22, 2008), consisting of several disks displaced in phase with respect to each other, each with a cycloidal ring interacting with an eccentric shaft with the number of eccentrics equal to the number of wheels. Each eccentric is cylindrical and has a bearing mounted on an eccentrically displaced portion of the common shaft. The shaft can be driven in rotation from any engine, including an electric motor.
Недостаток механического электродвигателя с редуктором, имеющим описанное зацепление, - сложность конструкции зацепления и пониженная надежность, обусловленная наличием одного электропривода вала с несколькими эксцентриками.The disadvantage of a mechanical electric motor with a gearbox having the described gearing is the complexity of the gearing design and reduced reliability due to the presence of a single shaft electric drive with several eccentrics.
Известно изобретение электропривода вращения колеса и тормоза колеса самолета (патенты US №8579229 от 06.12.2011, US №8633605 от 08.01.2011, US №8444086 от 22.12.2010), состоящего из электродвигателей с редукторами, закрепленными на опорном диске на оси колеса так, что оси электроприводов параллельны оси колеса, выходные валы редукторов имеют средства зацепления с зубчатым венцом, установленным на ободе колеса, а также размещенных в ободе колеса пакета тормозных дисков с электромеханическим приводом, установленным на опорном диске.The invention of the electric drive of rotation of the wheel and the wheel brake of an airplane is known (US Pat. Nos. 8,579,229 dated December 6, 2011, US No. 8633605 dated January 8, 2011, US No. 8444086 dated December 22, 2010), consisting of electric motors with gearboxes mounted on a support disk on the wheel axis so that the axes of the electric drives are parallel to the axis of the wheel, the output shafts of the gearboxes have gearing means with a gear rim mounted on the wheel rim, as well as brake disc packages with an electromechanical drive mounted on the support disk located in the wheel rim.
Недостаток данного электропривода - в его пониженной надежности вследствие наличия управляемой электромагнитом зубчатой муфты, соединяющей зубчатый венец привода колеса с ободом колеса.The disadvantage of this electric drive is its reduced reliability due to the presence of a gear clutch controlled by an electromagnet connecting the gear rim of the wheel drive to the wheel rim.
Известен электропривод колеса шасси самолета, состоящий из закрепленного на стойке шасси электродвигателя с шестерней на выходном валу и цепной передачей (патент US №8684300 B2 от 04.08.2010), установленной с возможностью ее ввода для взаимодействия с зубчатым венцом колеса для раскрутки колеса перед приземлением самолета и его вращения во время движения по рулежной дорожке. Цепная передача выводится из взаимодействия с зубчатым венцом колеса перед разгоном самолета для взлета. Такая передача движения от электродвигателя к колесу может включать зубчатый ремень (патент ЕР №2749494 от 31.12.2012) или зубчатые шестерни (патент ЕР №2527249 от 27.05.2011). Для ввода любой из зубчатых передач в зацепление или вывода из зацепления с зубчатым венцом колеса в конструкции имеется дополнительный электрический линейный или гидравлический привод, что усложняет конструкцию привода колеса и снижает его надежность. При таких приводах исключается использование малогабаритных следящих электроприводов с частотой вращения ротора электродвигателя до 100000 мин-1.Known electric wheel gear of an aircraft landing gear, consisting of an electric motor mounted on a landing gear with a gear on the output shaft and a chain transmission (US patent No. 8684300 B2 dated 08/04/2010), installed with the possibility of its input for interaction with the ring gear for spinning the wheel before landing and its rotation while driving on the taxiway. The chain drive is removed from the interaction with the ring gear before accelerating the aircraft for takeoff. Such a transmission of movement from the electric motor to the wheel may include a timing belt (patent EP No. 2749494 from 12.31.2012) or gears (patent EP No. 2527249 from 05.27.2011). To enter any of the gears into gearing or to disengage from the gears of the wheel, the design has an additional electric linear or hydraulic drive, which complicates the design of the wheel drive and reduces its reliability. With such drives, the use of small-sized servo-driven electric drives with an electric motor rotor speed of up to 100,000 min -1 is excluded.
Известны устройство и система многодвигательного следящего безредукторного электропривода (заявка US №2014/0097859 от 12.12.2013), включающая:The device and system of a multi-motor servo gearless direct drive (application US No. 2014/0097859 from 12/12/2013), including:
- множество электродвигателей, каждый с датчиком углового положения вала и определителем скорости его вращения;- a lot of electric motors, each with a shaft angle sensor and a determinant of its rotation speed;
- устройства торможения на каждом из валов;- braking devices on each of the shafts;
- множество блоков управления электродвигателями, каждый из которых обеспечивает подачу электрического тока каждому электродвигателю;- a lot of electric motor control units, each of which provides an electric current supply to each electric motor;
- микропроцессорные средства управления, образующие главный блок (контроллер), соединенный с множеством блоков управления электродвигателями и с датчиками положения валов электродвигателей, выдающий команды блокам управления электродвигателями в соответствии с заданными параметрами и положением валов.- microprocessor controls, forming the main unit (controller), connected to many electric motor control units and with position sensors of the motor shafts, issuing commands to the motor control units in accordance with the specified parameters and the position of the shafts.
В данной системе исключается соединение блоков управления с электродвигателями, не соответствующее заданному главным блоком управления.In this system, the connection of control units with electric motors that does not match the specified main control unit is excluded.
В описании данного изобретения отсутствуют данные о режимах работы множества электродвигателей на общий вал.In the description of the present invention there is no data on the operating modes of many electric motors on a common shaft.
Известен многодвигательный электропривод, включающий несколько одинаковых по мощности электроприводов (патент RU №2326488 от 24.10.2006). Каждый электропривод включает электродвигатель, передаточный механизм (мультипликатор момента), датчик скорости вращения и угла поворота ротора электродвигателя, установленный на электродвигателе или в передаточном механизме, задатчик текущей угловой скорости и регулятор скорости вращения ротора электродвигателя, соединенные с микропроцессорными средствами управления в виде блока векторного управления моментом электродвигателя и силового преобразователя, подключенного к обмоткам электродвигателя и соединенного с блоком векторного управления моментом электродвигателя. В данном многодвигательном электромеханическом приводе не раскрыта конструкция главного передаточного механизма от выходных валов электроприводов на главный вал, соединенный с объектом нагрузки, отсутствуют средства отсоединения множества электроприводов от главного вала для его свободного вращения.A multi-motor electric drive is known, including several electric drives with the same power (patent RU No. 2323288 from 10.24.2006). Each electric drive includes an electric motor, a transmission mechanism (torque multiplier), a rotational speed and rotation angle sensor of an electric motor rotor mounted on an electric motor or in a transmission mechanism, a current angular speed adjuster, and an electric motor rotor speed regulator connected to microprocessor control devices in the form of a vector control unit moment of the electric motor and power converter connected to the motor windings and connected to the vector th torque control of the electric motor. In this multi-motor electromechanical drive, the design of the main gear mechanism from the output shafts of the electric drives to the main shaft connected to the load object is not disclosed; there are no means for disconnecting the plurality of electric drives from the main shaft for its free rotation.
Известно микропроцессорное управление электроприводами с вентильными двигателями, оснащенными датчиками положения ротора, соединенными с контроллером управления электроприводами [http://filearchive/reports-magazine/2012-26-1/199.pdf].It is known microprocessor control of electric drives with valve motors equipped with rotor position sensors connected to a drive control controller [http: //filearchive/reports-magazine/2012-26-1/199.pdf].
Каждый электродвигатель имеет транзисторный модуль, подсоединенный к контроллеру управления электроприводами, датчик тока и транзисторный ключ. Контроллер управления электроприводами обеспечивает прием и передачу команд с центрального микропроцессора, управляет направлением вращения электродвигателей и регулирует скорости их вращения.Each electric motor has a transistor module connected to an electric drive control controller, a current sensor and a transistor switch. The drive control controller provides the reception and transmission of commands from the central microprocessor, controls the direction of rotation of the electric motors and adjusts their rotation speed.
В описании данного микропроцессорного управления отсутствует описание режимов работы множества электродвигателей на общий вал.In the description of this microprocessor control there is no description of the operating modes of many electric motors on a common shaft.
Известно описание системы управления вентильным индукторным электродвигателем (ВИД) [http://elmech.mpei.ac.ru/books/edu/SRM_design/index.html], включающей микропроцессор (МП). Сигналы от датчика положения ротора ВИД передаются в МП через устройство преобразования и согласования, которое приводит сигналы к виду и уровню, необходимому для нормальной работы МП. МП вырабатывает оптимальный алгоритм коммутации обмоток ВИД согласно программе, заложенной в МП.There is a known description of a control system for a valve induction electric motor (VID) [http://elmech.mpei.ac.ru/books/edu/SRM_design/index.html], including a microprocessor (MP). The signals from the VID rotor position sensor are transmitted to the MP through the conversion and matching device, which brings the signals to the type and level necessary for the normal operation of the MP. MP generates an optimal algorithm for switching VID windings according to the program embedded in the MP.
Известен способ работы многодвигательного электропривода (патент US №7038421 от 17.06.2003), имеющего, по меньшей мере, два исполнительных электропривода, средства определения углового положения и угловой скорости ротора, датчики напряжения и тока, подаваемого к инверторам, микропроцессорные средства управления многодвигательным электроприводом.A known method of operation of a multi-motor electric drive (US patent No. 7038421 dated 06/17/2003), having at least two actuating electric drives, means for determining the angular position and angular velocity of the rotor, voltage and current sensors supplied to the inverters, microprocessor means for controlling the multi-motor electric drive.
Способ работы данного многодвигательного электропривода включает получение микропроцессорными средствами управления сигналов от датчиков о параметрах каждого из электроприводов, сравнение полученных сигналов с заданными и определение разности их величин, передача команд на управление инверторами для изменения параметров каждого из электроприводов на основе разности величин, полученных от датчиков и заданных параметров.The method of operation of this multi-motor drive includes receiving microprocessor-based control means of signals from sensors about the parameters of each of the electric drives, comparing the received signals with the given ones and determining the difference of their values, sending commands to control the inverters to change the parameters of each of the electric drives based on the difference of the values received from the sensors and given parameters.
Известен способ работы многодвигательного электромеханического привода с вентильными электродвигателями с датчиками положения ротора (http://wvvw.kaskod.ru/product/motorsrm/srm_article01/) с микропроцессорным блоком управления, электронным коммутатором и электромеханическим преобразователем, включающий:A known method of operation of a multi-motor electromechanical drive with valve motors with rotor position sensors (http://wvvw.kaskod.ru/product/motorsrm/srm_article01/) with a microprocessor control unit, an electronic switch and an electromechanical converter, including:
- пуск МЭМП по сигналам, подаваемым ГБУ в блоки управления следящих электроприводов в соответствии с алгоритмами, заложенными в программы управления;- MEMP start-up according to the signals supplied by the GBU to the control units of the tracking electric drives in accordance with the algorithms laid down in the control programs;
- разгон и торможение приводимого объекта с необходимым ускорением по программе, задаваемой ГБУ и выдаваемым сигналам, преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- acceleration and braking of the driven object with the necessary acceleration according to the program specified by the GBU and the generated signals, which are converted in the control units of the tracking electric drives;
- отслеживание углового положения главного выходного вала и приводимого объекта по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- tracking the angular position of the main output shaft and the driven object according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the tracking electric drives;
- остановка всех электродвигателей и приводимого объекта в заданном ГБУ угловом положении валов по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- stopping all electric motors and the driven object in the specified GBU angular position of the shafts according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the tracking electric drives;
- изменение направления вращения главного вала с приводимым объектом по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов.- a change in the direction of rotation of the main shaft with the driven object according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the tracking electric drives.
В данном способе работы многодвигательного электромеханического привода не предусмотрена возможность свободного вращения главного вала с приводимым объектом.In this method of operation of a multi-motor electromechanical drive, the possibility of free rotation of the main shaft with the driven object is not provided.
Анализ технического уровня многодвигательных электромеханических приводов (МЭМП) показал, что в конструкции передаточного механизма "выходные валы следящих электроприводов - колесо шасси", в котором осуществляется суммирование моментов от электроприводов и приложение суммарного момента к колесу шасси, невозможен режим свободного вращения колеса без введения в конструкцию электроприводов дополнительных устройств - управляемых муфт или муфт свободного хода, отсоединяющих при необходимости валы электроприводов от зубчатого венца колеса или привода, отсоединяющего приводящий колесо механизм (зубчатый, цепной, с зубчатым ремнем и др.) от зубчатого венца колеса или привода, отсоединяющего приводящий колесо механизм (зубчатый, цепной, с зубчатым ремнем и др.) от приводимого звена колеса, что ведет к снижению функциональных возможностей и увеличению габаритных размеров многодвигательного электромеханического привода, исключает резервирование электроприводов и снижает их надежность.An analysis of the technical level of multi-motor electromechanical drives (MEMPs) showed that in the design of the transmission mechanism "output shafts of servo-driven electric drives - chassis wheel", in which the moments from the electric drives are summed up and the total moment is applied to the chassis wheel, the mode of free rotation of the wheel is impossible without introduction to the design electric drives of additional devices - controlled or freewheel couplings, disconnecting, if necessary, the shafts of electric drives from the ring gear sa or a drive disconnecting a drive wheel mechanism (gear, chain, with a timing belt, etc.) from the ring gear of a wheel or a drive disconnecting a drive mechanism (gear, chain, with a timing belt, etc.) from a drive link, which leads to reduce the functionality and increase the overall dimensions of the multi-motor electromechanical drive, eliminates redundancy of electric drives and reduces their reliability.
Техническая задача изобретения - повышение функциональных возможностей и надежности путем резервирования многодвигательного электромеханического привода колеса шасси самолета.The technical task of the invention is to increase the functionality and reliability by redundant multi-engine electromechanical drive wheels of the landing gear of the aircraft.
Техническая задача решена в конструкции МЭМП колеса шасси самолета, состоящего из:The technical problem is solved in the design of the MEMP wheels of the landing gear of the aircraft, consisting of:
- нескольких одинаковых по мощности электродвигателей с редукторами, закрепленных на опорном диске, установленном на оси колеса так, что оси следящих электроприводов параллельны оси колеса, выходные валы редукторов имеют средства зацепления с установленным на ободе колеса зубчатым венцом; средств определения углового положения каждого ротора электродвигателя;- several electric motors of the same power with gears mounted on a support disk mounted on the wheel axis so that the axes of the servo-electric drives are parallel to the wheel axis, the output shafts of the gearboxes have gearing means with a gear ring mounted on the wheel rim; means for determining the angular position of each rotor of the electric motor;
- пакета тормозных дисков, размещенных в ободе колеса шасси, и установленных на опорном диске нескольких следящих линейных электроприводов;- a package of brake discs located in the rim of the chassis wheel, and installed on the supporting disc of several servo linear actuators;
- датчиков положения нажимных плунжеров линейных следящих электроприводов дискового тормоза;- position sensors of pressure plungers of linear servo electric disc brake drives;
- датчика углового положения колеса;- wheel angle sensor;
- блоков управления следящими электроприводами;- control units for tracking electric drives;
- главного блока управления многодвигательным электромеханическим приводом, соединенного интерфейсной шиной с блоками управления электродвигателями и датчиками, при этом- the main control unit of a multi-engine electromechanical drive connected by an interface bus to the motor control units and sensors, while
- каждый электродвигатель следящего электропривода является бесколлекторным, постоянного тока, с возбуждением от постоянных магнитов;- each electric motor of the tracking electric drive is brushless, direct current, with excitation from permanent magnets;
- количество следящих электроприводов не менее трех;- the number of follow-up electric drives is not less than three;
- редуктор каждого следящего электропривода является волновым с телами вращения;- the gearbox of each servo drive is wave with bodies of revolution;
- установленные на выходных валах редукторов средства зацепления являются цилиндрическими эксцентриками, имеющими линию симметрии, с закрепленными на них подшипниками качения, взаимодействующими с зубьями цилиндрического зубчатого колеса, сформированными циклоидальной поверхностью, образующими эксцентриково-циклоидальное зацепление, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:- the gears mounted on the output shafts of the gearboxes are cylindrical eccentrics with a line of symmetry, with rolling bearings mounted on them, interacting with the teeth of the spur gear, formed by a cycloidal surface, forming an eccentric-cycloidal gearing, while the axes of the output shafts are placed on a circle, radius which is determined by the dependence:
Re=Rmax-e±rп,R e = R max -e ± r p ,
где Re - радиус окружности, на которой размещены оси валов следящих электроприводов, описанной относительно оси главного выходного вала;where R e is the radius of the circle on which the axis of the shafts of the servo-electric drives are located, described relative to the axis of the main output shaft;
Rmax - радиус окружности, на которой расположены вершины зубьев или впадины колеса внешнего или внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления;R max is the radius of the circle on which the tops of the teeth or the hollows of the wheel of the external or internal eccentric-cycloidal engagement are located;
е - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика;e is the eccentricity of the cylindrical eccentric;
rп - внешний радиус подшипника качения, установленного на цилиндрическом эксцентрике;r p - the outer radius of the rolling bearing mounted on a cylindrical eccentric;
+rп - для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления;+ r p - for external eccentric-cycloidal engagement;
-rп - для внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления;-r p - for internal eccentric-cycloidal engagement;
выходной вал каждого следящего электропривода имеет датчик углового положения, соединенный интерфейсной шиной с блоком управления соответствующего следящего электропривода и с главным блоком управления.the output shaft of each servo-electric drive has an angular position sensor connected by an interface bus to the control unit of the corresponding servo-electric drive and to the main control unit.
Так как при рулежке по взлетно-посадочной полосе скорость самолета находится в интервале 40-20 км/ч, а частота вращения колеса при такой скорости самолета составляет 300-150 мин-1, то при частоте вращения ротора электродвигателя, находящейся в интервале 7000…100000 мин-1, для снижения частоты вращения выходного вала электропривода волновой редуктор с телами вращения имеет от одной до трех ступеней.Since when taxiing along the runway the speed of the aircraft is in the range of 40-20 km / h, and the wheel speed at this speed of the aircraft is 300-150 min -1 , then when the rotational speed of the rotor of the electric motor is in the range of 7000 ... 100000 min -1 , to reduce the frequency of rotation of the output shaft of the electric drive, the wave reducer with rotation bodies has from one to three stages.
Для увеличения мощности электропривода при уменьшенных габаритах он имеет четыре следящих электропривода колеса, закрепленные на неподвижном опорном диске попарно на осевых линиях, расположенных под углом ±45° к вертикали на противоположных сторонах от оси диска, и четыре следящих линейных электропривода дискового тормоза, два из которых расположены на вертикальной оси, а два - на горизонтальной оси на противоположных сторонах от оси диска.To increase the power of the electric drive with a reduced size, it has four servo-wheel electric drives mounted on a fixed support disk in pairs on axial lines located at an angle of ± 45 ° to the vertical on opposite sides of the disk axis, and four servo-linear disk brake electric drives, two of which located on the vertical axis, and two on the horizontal axis on opposite sides of the axis of the disk.
В зависимости от габаритов и массы самолета МЭМП может быть установлен на одном или двух колесах основной или носовой опоры шасси самолета или на каждом из колес опор шасси самолета.Depending on the dimensions and weight of the aircraft, the MEMP can be mounted on one or two wheels of the main or nose landing gear of the aircraft or on each of the wheels of the landing gear of the aircraft.
Для легких самолетов МЭМП может быть установлен, по меньшей мере, на одном колесе левой и правой основных опор шасси самолета.For light aircraft, MEMP can be mounted on at least one wheel of the left and right main landing gear supports.
Для тяжелых самолетов МЭМП установлен на каждом колесе основных и носовой опор шасси самолета.For heavy aircraft, MEMP is installed on each wheel of the main and nose landing gears of the aircraft.
Преимущества МЭМП проявляются при описанном ниже способе работы МЭМП колеса шасси самолета, включающем:The advantages of MEMP are manifested in the method of operation of the MEMP of the aircraft landing gear wheel described below, including:
- ввод следящих электроприводов в зацепление с зубчатым колесом по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- the input of servo-driven electric drives into gearing with a gear wheel according to the signals received from GBU and converted in the control units of servo-driven electric drives;
- пуск следящих электроприводов для раскрутки колеса перед посадкой по сигналам, поступающим в ГБУ от системы управления самолетом (СУС) и от ГБУ - в блоки управления следящих электроприводов в соответствии с алгоритмами, заложенными в программу управления;- start-up of follow-up electric drives for spinning the wheel before landing according to the signals received in GBU from the aircraft control system (SUS) and from GBU - into control units of the follow-up electric drives in accordance with the algorithms laid down in the control program;
- вывод следящих электроприводов из зацепления с колесом, осуществляемый по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- withdrawal of servo-driven electric drives from gearing with the wheel, carried out according to the signals received from the GBU and converted in the control units of servo-driven electric drives;
- вращение колеса после касания взлетно-посадочной полосы и до снижения скорости самолета до 40-20 км/ч;- rotation of the wheel after touching the runway and to reduce the speed of the aircraft to 40-20 km / h;
- пуск следящих электроприводов после посадки самолета по сигналам, поступающим в ГБУ от системы управления самолетом и от ГБУ - в блоки управления следящих электроприводов в соответствии с алгоритмами, заложенными в программу управления;- start-up of follow-up electric drives after landing of the aircraft according to the signals received in the control unit from the aircraft control system and from the control unit — into control units of the follow-up electric drives in accordance with the algorithms laid down in the control program;
- разгон, установившееся движение и торможение колес при рулежке по программе, задаваемой ГБУ и выдаваемым сигналам, преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов, при отслеживании углового положения колеса и выходных валов следящих электроприводов по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- acceleration, steady movement and braking of the wheels during taxiing according to the program specified by the control unit and the generated signals converted in the control units of servo drives, while tracking the angular position of the wheel and output shafts of the servo drives according to the signals received from the drive and converted in the control units of servo drives;
- вывод из зацепления с зубчатым венцом колеса и остановку всех следящих электроприводов по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов;- disengaging the gears from the ring gear and stopping all servo-controlled electric drives according to the signals received from GBU and converted in the control units of servo-controlled electric drives;
- торможение колеса самолета до полной остановки;- braking the aircraft wheel to a complete stop;
- изменение направления вращения колеса самолета по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов, при этом- changing the direction of rotation of the aircraft wheel according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the tracking electric drives, while
- вывод следящих электроприводов из зацепления с колесом до занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого вала следящих электроприводов, и остановка всех следящих электроприводов для буксировки самолета осуществляются по сигналам от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ;- the withdrawal of servo drives from gearing with the wheel until the centers of all the eccentrics occupy the position on the radial lines connecting the axle of the gear wheel with the axis of each shaft of the servo drives, and the stop of all servo drives for towing the aircraft is carried out according to signals from the control unit in accordance with the control program specified by the algorithm embedded in the GBU program;
- пуск следящих электроприводов после посадки самолета и достижения скорости 40-20 км/ч осуществляется по сигналу, поступающему в ГБУ на определение углового положения выходных валов электроприводов и последующее формирование и подачу от блоков управления управляющих сигналов для установки каждого из выходных валов поворотом в заданное взаимное угловое положение линий симметрии цилиндрических эксцентриков в процессе ввода в зацепление с зубьями, образованными циклоидальной поверхностью зубчатого колеса;- start-up of follow-up electric drives after landing and reaching a speed of 40-20 km / h is carried out by a signal supplied to the GBU to determine the angular position of the output shafts of the electric drives and the subsequent formation and supply of control signals from the control units for installing each of the output shafts by turning into a predetermined mutual the angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics during engagement with the teeth formed by the cycloidal surface of the gear;
- разгон, установившееся движение и торможение колеса самолета осуществляются при поддержании заданного взаимного углового положения линий симметрии эксцентриков всех следящих электроприводов в соответствии с алгоритмом, заложенным в программе ГБУ;- acceleration, steady motion and braking of the aircraft wheel are carried out while maintaining a predetermined mutual angular position of the lines of symmetry of the eccentrics of all servo-driven electric drives in accordance with the algorithm laid down in the GBU program;
- торможение колеса самолета до полной остановки осуществляется включением всех линейных электроприводов дискового тормоза по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления линейных электроприводов после вывода следящих электроприводов из зацепления с зубчатым колесом по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ путем последующего поворота выходных валов для занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого выходного вала и остановки всех следящих электроприводов;- the aircraft wheel is braked to a complete stop by turning on all linear electric drives of the disk brake according to the signals received from the control gear and converted into control units of the linear electric drives after the follow-up control gears are disengaged from the gear by the signal from the control gear in accordance with the control program defined by the algorithm laid down in the GBU program by subsequently turning the output shafts to occupy the centers of all the eccentrics of the position on the radial lines connecting the gear axis to oles with the axis of each output shaft and stops all servo drives;
- ввод в зацепление с колесом всех следящих электроприводов и их остановка при заданном взаимном угловом положении линий симметрии цилиндрических эксцентриков осуществляется по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ.- entering into engagement with the wheel of all tracking electric drives and their stop at a given mutual angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics is carried out by a signal from the GBU in accordance with the control program specified by the algorithm laid down in the GBU program.
Для уменьшения износа шин перед посадкой самолета осуществляется раскрутка колеса (колес) пуском следящих электроприводов по сигналу, поступающему в ГБУ на определение углового положения выходных валов электроприводов, формированием и подачей от блоков управления последовательности управляющих сигналов для поворота каждого из выходных валов в заданное взаимное угловое положение линий симметрии цилиндрических эксцентриков и их ввода в зацепление с зубьями, образованными циклоидальной поверхностью зубчатого колеса.To reduce tire wear before landing, the wheels (wheels) are unwound by launching follow-up electric drives according to a signal supplied to the GBU to determine the angular position of the output shafts of the electric drives, by generating and supplying control sequences from the control units to turn each of the output shafts to a predetermined mutual angular position symmetry lines of cylindrical eccentrics and their engagement with the teeth formed by the cycloidal surface of the gear.
Достижение технического эффекта - повышение надежности МЭМП колеса шасси самолета - обеспечивается следующей совокупностью отличительных признаков:The achievement of the technical effect - improving the reliability of the MEMP wheels of the aircraft landing gear - is provided by the following combination of distinctive features:
для МЭМП:for MEMP:
- каждый электродвигатель следящего электропривода является бесколлекторным, постоянного тока, с возбуждением от постоянных магнитов;- each electric motor of the tracking electric drive is brushless, direct current, with excitation from permanent magnets;
- количество следящих электроприводов не менее трех;- the number of follow-up electric drives is not less than three;
- редуктор каждого следящего электропривода является волновым с телами вращения;- the gearbox of each servo drive is wave with bodies of revolution;
- установленные на выходных валах редукторов средства зацепления являются цилиндрическими эксцентриками, имеющими линию симметрии, с закрепленными на них подшипниками качения, взаимодействующими с зубьями цилиндрического зубчатого колеса, сформированными циклоидальной поверхностью, образующими эксцентриково-циклоидальное зацепление, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:- the gears mounted on the output shafts of the gearboxes are cylindrical eccentrics with a line of symmetry, with rolling bearings mounted on them, interacting with the teeth of the spur gear, formed by a cycloidal surface, forming an eccentric-cycloidal gearing, while the axes of the output shafts are placed on a circle, radius which is determined by the dependence:
Re=Rmax-e±rп;R e = R max -e ± r p ;
- выходной вал каждого следящего электропривода имеет датчик углового положения, соединенный интерфейсной шиной с блоком управления соответствующего следящего электропривода и с главным блоком управления.- the output shaft of each servo drive has an angular position sensor connected by an interface bus to the control unit of the corresponding servo drive and to the main control unit.
Так как при рулежке по взлетно-посадочной полосе скорость самолета находится в интервале 40-20 км/ч, а частота вращения колеса при такой скорости самолета составляет 300-150 мин-1, то при частоте вращения ротора электродвигателя, находящейся в интервале 7000…100000 мин-1, для снижения частоты вращения выходного вала электропривода волновой редуктор с телами вращения имеет от одной до трех ступеней.Since when taxiing along the runway the speed of the aircraft is in the range of 40-20 km / h, and the wheel speed at this speed of the aircraft is 300-150 min -1 , then when the rotational speed of the rotor of the electric motor is in the range of 7000 ... 100000 min -1 , to reduce the frequency of rotation of the output shaft of the electric drive, the wave reducer with rotation bodies has from one to three stages.
Для увеличения мощности электропривода при уменьшенных габаритах он имеет четыре следящих электропривода колеса, закрепленные на неподвижном опорном диске попарно на осевых линиях, расположенных под углом ±45° к вертикали на противоположных сторонах от оси диска, и четыре следящих линейных электропривода дискового тормоза, два из которых расположены на вертикальной оси, а два - на горизонтальной оси на противоположных сторонах от оси диска.To increase the power of the electric drive with a reduced size, it has four servo-wheel electric drives mounted on a fixed support disk in pairs on axial lines located at an angle of ± 45 ° to the vertical on opposite sides of the disk axis, and four servo-linear disk brake electric drives, two of which located on the vertical axis, and two on the horizontal axis on opposite sides of the axis of the disk.
В зависимости от габаритов и массы самолета МЭМП может быть установлен на одном или двух колесах основной или носовой опоры шасси самолета или на каждом из колес опор шасси самолета.Depending on the dimensions and weight of the aircraft, the MEMP can be mounted on one or two wheels of the main or nose landing gear of the aircraft or on each of the wheels of the landing gear of the aircraft.
Для легких самолетов МЭМП может быть установлен, по меньшей мере, на одном колесе левой и правой основных опор шасси самолета.For light aircraft, MEMP can be mounted on at least one wheel of the left and right main landing gear supports.
Для тяжелых самолетов МЭМП установлен на каждом колесе основных и носовой опор шасси самолета.For heavy aircraft, MEMP is installed on each wheel of the main and nose landing gears of the aircraft.
Для способа работы МЭМП:For the mode of operation of the MEMP:
- вывод следящих электроприводов из зацепления с колесом до занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого вала следящих электроприводов, и остановка всех следящих электроприводов для буксировки самолета осуществляются по сигналам от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ;- the withdrawal of servo drives from gearing with the wheel until the centers of all the eccentrics occupy the position on the radial lines connecting the axle of the gear wheel with the axis of each shaft of the servo drives, and the stop of all servo drives for towing the aircraft is carried out according to signals from the control unit in accordance with the control program specified by the algorithm embedded in the GBU program;
- пуск следящих электроприводов после посадки самолета и достижения скорости 40-20 км/ч осуществляется по сигналу, поступающему в ГБУ на определение углового положения выходных валов электроприводов и последующее формирование и подачу от блоков управления управляющих сигналов для установки каждого из выходных валов поворотом в заданное взаимное угловое положение линий симметрии цилиндрических эксцентриков в процессе ввода в зацепление с зубьями, образованными циклоидальной поверхностью зубчатого колеса;- start-up of follow-up electric drives after landing and reaching a speed of 40-20 km / h is carried out by a signal supplied to the GBU to determine the angular position of the output shafts of the electric drives and the subsequent formation and supply of control signals from the control units for installing each of the output shafts by turning into a predetermined mutual the angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics during engagement with the teeth formed by the cycloidal surface of the gear;
- разгон, установившееся движение и торможение колеса самолета осуществляются при поддержании заданного взаимного углового положения линий симметрии эксцентриков всех следящих электроприводов в соответствии с алгоритмом, заложенным в программе ГБУ;- acceleration, steady motion and braking of the aircraft wheel are carried out while maintaining a predetermined mutual angular position of the lines of symmetry of the eccentrics of all servo-driven electric drives in accordance with the algorithm laid down in the GBU program;
- торможение колеса самолета до полной остановки осуществляется включением всех линейных электроприводов дискового тормоза по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления линейных электроприводов после вывода следящих электроприводов из зацепления с зубчатым колесом по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ путем последующего поворота выходных валов для занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого выходного вала и остановки всех следящих электроприводов;- the aircraft wheel is braked to a complete stop by turning on all linear electric drives of the disk brake according to the signals received from the control gear and converted into control units of the linear electric drives after the follow-up control gears are disengaged from the gear by the signal from the control gear in accordance with the control program defined by the algorithm laid down in the GBU program by subsequently turning the output shafts to occupy the centers of all the eccentrics of the position on the radial lines connecting the gear axis to oles with the axis of each output shaft and stops all servo drives;
- ввод в зацепление с колесом всех следящих электроприводов и их остановка при заданном взаимном угловом положении линий симметрии цилиндрических эксцентриков осуществляется по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ.- entering into engagement with the wheel of all tracking electric drives and their stop at a given mutual angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics is carried out by a signal from the GBU in accordance with the control program specified by the algorithm laid down in the GBU program.
Для уменьшения износа шин перед посадкой самолета осуществляется раскрутка колеса (колес) пуском следящих электроприводов по сигналу, поступающему в ГБУ на определение углового положения выходных валов электроприводов, формированием и подачей от блоков управления последовательности управляющих сигналов для поворота каждого из выходных валов в заданное взаимное угловое положение линий симметрии цилиндрических эксцентриков и их ввода в зацепление с зубьями, образованными циклоидальной поверхностью зубчатого колеса.To reduce tire wear before landing, the wheels (wheels) are unwound by launching follow-up electric drives according to a signal supplied to the GBU to determine the angular position of the output shafts of the electric drives, by generating and supplying control sequences from the control units to turn each of the output shafts to a predetermined mutual angular position symmetry lines of cylindrical eccentrics and their engagement with the teeth formed by the cycloidal surface of the gear.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе проведенного патентно-информационного поиска, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».This set of distinctive features was not found during the patent information search, therefore, the invention meets the criterion of "novelty."
Данная совокупность отличительных признаков не следует явно из уровня техники, поэтому изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».This set of distinctive features does not follow explicitly from the prior art, therefore, the invention meets the criterion of "inventive step".
На фиг. 1 показан МЭМП колеса шасси самолета.In FIG. 1 shows the MEMP of an airplane landing gear wheel.
На фиг. 2 - фрагмент I на фиг. 1 для внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления.In FIG. 2 - fragment I in FIG. 1 for internal eccentric cycloidal engagement.
На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 с тремя электромеханическими приводами колеса и тремя электромеханическими приводами тормозных дисков.In FIG. 3 is a section AA in FIG. 1 with three electromechanical wheel drives and three electromechanical brake disc drives.
На фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1 с четырьмя электромеханическими приводами колеса и четырьмя электромеханическими приводами тормозных дисков.In FIG. 4 is a section AA in FIG. 1 with four electromechanical drives of a wheel and four electromechanical drives of brake disks.
На фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1 при трех электромеханических приводах в состоянии зацепления эксцентриков с зубчатыми колесами.In FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. 1 with three electromechanical drives in the state of engagement of eccentrics with gears.
На фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1 при трех электромеханических приводах в состоянии эксцентриков, выведенных из зацепления с зубчатым колесом.In FIG. 6 is a section BB in FIG. 1 with three electromechanical drives in the state of eccentrics disengaged from the gear.
На фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 1 при четырех электромеханических приводах в состоянии зацепления эксцентриков с зубчатыми колесами.In FIG. 7 is a section BB in FIG. 1 with four electromechanical drives in the state of engagement of eccentrics with gears.
На фиг. 8 - сечение В-В на фиг. 1 при четырех электромеханических приводах в состоянии эксцентриков, выведенных из зацепления с зубчатым колесом.In FIG. 8 is a section BB in FIG. 1 with four electromechanical drives in the state of eccentrics disengaged from the gear.
На фиг. 9 - фрагмент I на фиг. 1 для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления.In FIG. 9 is a fragment I in FIG. 1 for external eccentric cycloidal engagement.
На фиг. 10 - сечение В-В на фиг. 1 для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления при четырех электромеханических приводах в состоянии зацепления эксцентриков с зубчатыми колесами.In FIG. 10 is a section BB in FIG. 1 for external eccentric-cycloidal gearing with four electromechanical drives in the state of gearing of eccentrics with gears.
На фиг. 11 - сечение В-В на фиг. 1 для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления при четырех электромеханических приводах в состоянии эксцентриков, выведенных из зацепления с зубчатым колесом.In FIG. 11 is a cross-section BB in FIG. 1 for external eccentric-cycloidal engagement with four electromechanical drives in the state of eccentrics disengaged from the gear.
На фиг. 12 - пример конструкции электромеханического привода колеса с волновым редуктором с телами вращения.In FIG. 12 is an example of the design of an electromechanical drive wheel with a wave gear with bodies of revolution.
На фиг. 13 - пример конструкции электромеханического привода с двухступенчатым редуктором с телами вращения для тормозных дисков колеса.In FIG. 13 is an example of a design of an electromechanical drive with a two-stage gearbox with rotation bodies for brake discs of a wheel.
На фиг. 14 - пример конструкции электромеханического привода двух колес, расположенных на одной опоре шасси.In FIG. 14 is an example of the design of an electromechanical drive of two wheels located on one chassis support.
На фиг. 15 - блок-схема системы управления МЭМП, включающей блоки управления электродвигателями и главный блок управления.In FIG. 15 is a block diagram of a MEMP control system including electric motor control units and a main control unit.
Многодвигательный электромеханический привод колеса 1 шасси самолета (фиг. 1-15), имеющего ось 2 колеса 1 (фиг. 1, 2, 12, 14), зубчатый венец 3, закрепленный на ободе 4 колеса; датчик 5 (фиг. 15) углового положения колеса 1; закрепленный на оси 2 колеса 1 опорный диск 6 и установленный на нем дисковый тормоз 7, тормозные диски 8 которого размещены в ободе 4 колеса 1 с возможностью движения в осевом направлении; установленные на опорном диске 6 несколько линейных следящих электроприводов 9 (фиг. 13) с нажимными плунжерами 10, взаимодействующими с тормозными дисками 8, и с датчиками 11 (фиг. 15) положения нажимных плунжеров 10; включаетA multi-engine electromechanical drive of the
- не менее трех следящих электроприводов 12 (фиг. 3, 5, 6), закрепленных на опорном диске 6 параллельно оси 2 колеса 1, каждый из которых состоит из одинаковых по мощности бесколлекторных, постоянного тока, с возбуждением от постоянных магнитов электродвигателей 13 (фиг. 12), имеющих датчики 14 углового положения ротора; блоки 15 (фиг. 15) управления следящими электроприводами 12; соединенные с валами электродвигателей 13 волновые редукторы 16 с телами вращения 17, отбалансированный выходной вал 18 каждого из которых имеет цилиндрический эксцентрик 19 (фиг. 5, 6, 10-12) с подшипником 20 качения, имеющий линию 21 симметрии и взаимодействующий со сформированными циклоидальной поверхностью 22 зубьями 23 зубчатого венца 3, образующего при взаимодействии с эксцентриками 19 эксцентриково-циклоидальную передачу 24 (фиг. 2), при этом оси выходных валов 18 размещены на окружности 25, радиус которой определяется по зависимости:- at least three follow-up electric drives 12 (Fig. 3, 5, 6), mounted on the
Re=Rmax-e±rп,R e = R max -e ± r p ,
где Re - радиус окружности 25, на которой размещены оси 26 выходных валов 18 следящих электроприводов 12, описанной относительно оси 2 колеса 1;where R e is the radius of the
Rmax - радиус окружности 27, на которой расположены вершины 28 зубьев 23 внешней эксцентриково-циклоидальной передачи (фиг. 10) или впадины 29 внутренней эксцентриково-циклоидальной передачи (фиг. 5);R max is the radius of the
е - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика 19;e - the eccentricity of the cylindrical eccentric 19;
rп - внешний радиус подшипника 20 качения, установленного на цилиндрическом эксцентрике 19;r p - the outer radius of the rolling
+rп - для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления (фиг. 10, 11);+ r p - for external eccentric-cycloidal engagement (Fig. 10, 11);
- rп - для внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления (фиг. 5, 6, 7, 8);- r p - for internal eccentric-cycloidal engagement (Fig. 5, 6, 7, 8);
- размещенный на шасси или в непосредственной близости от него главный блок 30 (фиг. 15) управления МЭМП, соединенный интерфейсной шиной 31 с блоками 15 управления электродвигателями 13 следящих электроприводов 12 и линейных электроприводов 9 дискового тормоза 7, с датчиком 32 (фиг. 13) углового положения выходного вала 18 каждого следящего электропривода 12 и интерфейсной шиной 33 (фиг. 15) с датчиком 5 углового положения колеса 1. Главный блок 30 управления может быть включен во внешнюю систему управления или получать команды от внешней системы управления.- placed on the chassis or in the immediate vicinity of it, the main control unit 30 (Fig. 15) of the MEMP control, connected by an
При условии, что цилиндрический эксцентрик 19 выполняет функцию однозубой шестерни (фиг. 5, 6, 10, 11), передаточное отношение эксцентриково-циклоидальной передачи 24 равно числу зубьев 23 зубчатого венца 3, поэтому чем больше зубьев 23 имеет зубчатый венец 3 колеса 1, тем выше передаточное отношение эксцентриково-циклоидальной передачи 24.Provided that the cylindrical eccentric 19 performs the function of a single-tooth gear (Figs. 5, 6, 10, 11), the gear ratio of the eccentric-
При частоте вращения ротора электродвигателя 13, находящейся в интервале 7000…100000 мин-1, волновой редуктор 16 с телами вращения 17 имеет от одной до трех ступеней (фиг. 12), что позволяет при передаточном отношении эксцентриково-циклоидальной передачи 24, равном числу зубьев 23 на зубчатом венце 3, получить частоту вращения колеса 150-300 мин-1, достаточную для движения при рулежке самолета со скоростью 20-40 км/ч.When the rotational speed of the rotor of the
Для набора заданной мощности МЭМП при уменьшенных габаритах следящих электроприводов 12 с высокой частотой вращения роторов электродвигателей 13 имеетTo set a given power, the MEMP with a reduced size of the tracking
- четыре следящих электропривода 12 колеса 1 (фиг. 4, 10, 11), закрепленные на опорном диске 6 попарно на осевой линии, расположенной под углом ±45° к вертикали на противоположных сторонах опорного диска 6, и- four servo-
- четыре линейных следящих электропривода 9 (фиг. 4) дискового тормоза 7, два из которых расположены на вертикальной оси, а два - на горизонтальной оси на противоположных сторонах от оси опорного диска 6.- four linear servo electric drive 9 (Fig. 4) of the
В зависимости от габаритов и массы самолета МЭМП может быть установлен на одном или двух колесах 1 (фиг. 14) основной или носовой опоры шасси самолета или на каждом из колес опор шасси самолета. На легких самолетах МЭМП может быть установлен, по меньшей мере, на одном колесе 1 каждой основной опоры шасси самолета, и, возможно, на колесе 1 передней опоры шасси самолета. На тяжелых самолетах МЭМП устанавливается на каждом колесе 1 шасси самолета.Depending on the dimensions and mass of the aircraft, the MEMP can be installed on one or two wheels 1 (Fig. 14) of the main or nose landing gear of the aircraft or on each of the wheels of the landing gear of the aircraft. On light aircraft, MEMP can be mounted on at least one
Преимущества МЭМП колеса 1 шасси самолета проявляются при описанном ниже способе работы, включающем:The advantages of the
- ввод эксцентриков 19 следящих электроприводов 12 в зацепление с зубчатым венцом 3 колеса 1, осуществляемый для раскрутки колес 1 перед посадкой самолета, до начала рулежки после посадки или перед взлетом, по сигналу, поступающему в ГБУ 30 на определение углового положения выходных валов 18 следящих электроприводов 12 и последующее формирование и подачу от блоков 15 управляющих сигналов для установки каждого из выходных валов 18 поворотом в заданное взаимное угловое положение линий 21 симметрии цилиндрических эксцентриков 19 (фиг. 5, 7, 10) в процессе ввода в зацепление с зубьями 23, образованными циклоидальной поверхностью 22 зубчатого венца 3;- the input of the
- вывод цилиндрических эксцентриков 19 следящих электроприводов 12 из зацепления с зубчатым венцом 3 колеса 1 до занятия центрами всех эксцентриков 19 положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого венца 3 с осью 26 каждого выходного вала 18 (фиг. 6, 8, 11) следящих электроприводов 12, и остановка всех следящих электроприводов 12 для буксировки самолета осуществляемый по сигналам от ГБУ 30, преобразуемым в блоках 15 в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ 30, осуществляемый перед взлетом и посадкой самолета на взлетно-посадочной полосе;- the withdrawal of
- свободное вращение колеса 1 после касания взлетно-посадочной полосы и до снижения скорости самолета до 40-20 км/ч (до скорости рулежки), последующий пуск следящих электроприводов 12 после достижения скорости рулежки и ввод эксцентриков 19 следящих электроприводов 12 в зацепление с зубчатым венцом 3 колеса 1 (фиг. 5, 7, 10) по сигналам, поступающим в ГБУ 30 (фиг. 15) от датчика 5 углового положения колеса 1, датчиков 14 углового положения выходных валов 18 и от системы управления самолетом, и от ГБУ 30 - в блоки 15 управления следящих электроприводов 12 в соответствии с алгоритмами, заложенными в программу управления;- free rotation of the
- разгон, установившееся движение и торможение колес 1 при рулежке при поддержании заданного взаимного углового положения линий 21 симметрии эксцентриков 19 (фиг. 5, 7, 10) всех следящих электроприводов 12 в соответствии с алгоритмом, заложенным в программе ГБУ 30 и выдаваемым сигналам, преобразуемым в блоках 15 управления следящих электроприводов 12;- acceleration, steady movement and braking of the
- вывод эксцентриков 19 из зацепления с зубчатым венцом 3 (фиг. 6, 8, 11) колеса 1 и остановку всех следящих электроприводов 12; по сигналам, поступающим от ГБУ 30 и преобразуемым в блоках 15 управления следящих электроприводов 12; последующее торможение колеса 1 самолета дисковым тормозом 7 для снижения скорости движения или до полной остановки по сигналам, поступающим из системы управления самолетом через ГБУ 30 и блоки 15а управления линейными электроприводами 9;- the output of the
- изменение направления вращения колеса 1 при рулежке по сигналам, поступающим от ГБУ 30 и преобразуемым в блоках 15 управления следящих электроприводов 12,- changing the direction of rotation of the
- торможение колеса 1 самолета до полной остановки, осуществляемое включением всех линейных электроприводов 9 дискового тормоза 7 по сигналам, поступающим от ГБУ 30 и преобразуемым в блоках 15а управления линейных электроприводов 9 после вывода эксцентриков 19 следящих электроприводов 12 из зацепления с зубчатым венцом 3 путем последующего поворота выходных валов 18 для занятия центрами всех эксцентриков 19 (фиг. 6, 8, 11) положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого венца 3 с осью каждого выходного вала 18 и остановки всех следящих электроприводов 12 по сигналу от ГБУ 30 в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в ГБУ 30.- braking of the
Claims (9)
Re=Rmax-e±rп,
где Re - радиус окружности, на которой размещены оси валов следящих электроприводов, описанной относительно оси главного выходного вала,
Rmax - радиус окружности, на которой расположены вершины зубьев или впадины колеса внешнего или внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления,
e - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика,
rп - внешний радиус подшипника качения, установленного на цилиндрическом эксцентрике,
+rп - для внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления,
-rп - для внутреннего эксцентриково-циклоидального зацепления,
выходной вал каждого следящего электропривода имеет датчик углового положения, соединенный интерфейсной шиной с блоком управления соответствующего следящего электропривода и с главным блоком управления (ГБУ).1. The multi-motor electromechanical drive of the airplane landing gear wheel, consisting of several electric motors with the same power with gears, mounted on a support disk mounted on the wheel axis so that the axes of the servo-electric drives are parallel to the wheel axis, the output shafts of the gearboxes have gearing means with a gear mounted on the wheel rim crown, means for determining the angular position of each rotor of the electric motor, a package of brake discs located in the rim of the chassis wheel, and installed on the supporting disk how many follow-up linear electric drives, position sensors of pressure plungers of linear follow-up electric drives of a brake brake, wheel angle sensor, control units of follow-up electric drives, the main control unit of a multi-motor electromechanical drive, connected by an interface bus to control units of electric motors and sensors, characterized in that each follow-up electric drive electric motor is brushless, direct current, with excitation from permanent magnets, to the number of servo-driven electric drives is at least three, the gearbox of each servo-driven electric drive is wave with rotation bodies, the gears mounted on the output shafts of the gearboxes are cylindrical eccentrics with a line of symmetry, with rolling bearings mounted on them, interacting with the teeth of the cylindrical gear formed by a cycloidal surface, forming an eccentric-cycloidal engagement, while the axes of the output shafts are placed on a circle whose radius is determined divided by:
R e = R max -e ± r p ,
where R e is the radius of the circle on which the axis of the shafts of the servo-electric drives are located, described relative to the axis of the main output shaft,
R max is the radius of the circle on which the tops of the teeth or the hollows of the wheel of the external or internal eccentric-cycloidal engagement are located,
e is the eccentricity of the cylindrical eccentric,
r p - the outer radius of the rolling bearing mounted on a cylindrical eccentric,
+ r p - for external eccentric-cycloidal engagement,
-r p - for internal eccentric-cycloidal engagement,
the output shaft of each servo drive has an angular position sensor connected by an interface bus to the control unit of the corresponding servo drive and to the main control unit (GBU).
- ввод следящих электроприводов в зацепление с зубчатым колесом по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов,
- пуск следящих электроприводов для раскрутки колеса перед посадкой по сигналам, поступающим в ГБУ от системы управления самолетом (СУС) и от ГБУ - в блоки управления следящих электроприводов в соответствии с алгоритмами, заложенными в программу управления,
- вывод следящих электроприводов из зацепления с колесом, осуществляемый по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов,
- вращение колеса после касания взлетно-посадочной полосы и до снижения скорости самолета до 20-40 км/ч,
- пуск следящих электроприводов после посадки самолета по сигналам, поступающим в ГБУ от СУС и от ГБУ - в блоки управления следящих электроприводов в соответствии с алгоритмами, заложенными в программу управления,
- разгон, установившееся движение и торможение колес при рулежке по программе, задаваемой ГБУ и выдаваемым сигналам, преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов, при отслеживании углового положения колеса и выходных валов следящих электроприводов по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов,
- вывод из зацепления с зубчатым венцом колеса и остановку всех следящих электроприводов по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов,
- торможение колеса самолета до полной остановки,
- изменение направления вращения колеса самолета по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления следящих электроприводов,
отличающийся тем, что
- вывод следящих электроприводов из зацепления с колесом до занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого вала следящих электроприводов, и остановка всех следящих электроприводов для буксировки самолета осуществляются по сигналам от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ,
- пуск следящих электроприводов после посадки самолета и достижения скорости 20-40 км/ч осуществляется по сигналу, поступающему в ГБУ на определение углового положения выходных валов электроприводов и последующее формирование и подачу от блоков управления управляющих сигналов для установки каждого из выходных валов поворотом в заданное взаимное угловое положение линий симметрии цилиндрических эксцентриков в процессе ввода в зацепление с зубьями, образованными циклоидальной поверхностью зубчатого колеса,
- разгон, установившееся движение и торможение колеса самолета осуществляются при поддержании заданного взаимного углового положения линий симметрии эксцентриков всех следящих электроприводов в соответствии с алгоритмом, заложенным в программе ГБУ,
- торможение колеса самолета до полной остановки осуществляется включением всех линейных электроприводов дискового тормоза по сигналам, поступающим от ГБУ и преобразуемым в блоках управления линейных электроприводов после вывода следящих электроприводов из зацепления с зубчатым колесом по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ путем последующего поворота выходных валов для занятия центрами всех эксцентриков положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса с осью каждого выходного вала и остановки всех следящих электроприводов,
- ввод в зацепление с колесом всех следящих электроприводов и их остановка при заданном взаимном угловом положении линий симметрии цилиндрических эксцентриков осуществляется по сигналу от ГБУ в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе ГБУ.8. The method of operation of a multi-engine electromechanical drive wheel of an aircraft landing gear according to claim 1, including:
- input tracking servo drives meshing with a gear wheel according to signals from GBU and converted in the control units of servo drives,
- start-up of follow-up electric drives for spinning the wheel before landing according to the signals received in GBU from the aircraft control system (SUS) and from GBU - into control units of the follow-up electric drives in accordance with the algorithms laid down in the control program,
- the withdrawal of servo drives from gearing with the wheel, carried out according to the signals received from the GBU and converted in the control units of servo drives,
- rotation of the wheel after touching the runway and to reduce the speed of the aircraft to 20-40 km / h,
- start-up of follow-up electric drives after landing the plane according to the signals received in GBU from CMS and from GBU - to control units of follow-up electric drives in accordance with the algorithms laid down in the control program,
- acceleration, steady movement and braking of the wheels during taxiing according to the program specified by the GBU and the generated signals converted in the control units of the servo drives, while tracking the angular position of the wheel and the output shafts of the servo drives according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the servo drives
- disengaging the gears from the ring gear and stopping all servo-driven electric drives according to the signals received from the GBU and converted in the control units of servo-driven electric drives,
- braking the aircraft wheel to a complete stop,
- a change in the direction of rotation of the aircraft wheel according to the signals received from the GBU and converted in the control units of the tracking electric drives,
characterized in that
- the withdrawal of servo drives from gearing with the wheel until the centers of all the eccentrics occupy the position on the radial lines connecting the axle of the gear wheel with the axis of each shaft of the servo drives, and the stop of all servo drives for towing the aircraft is carried out according to signals from the control unit in accordance with the control program specified by the algorithm included in the GBU program,
- start-up of follow-up electric drives after landing and reaching a speed of 20-40 km / h is carried out by a signal supplied to the GBU to determine the angular position of the output shafts of the electric drives and the subsequent formation and supply of control signals from the control units for installing each of the output shafts by turning into a predetermined mutual the angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics during engagement with the teeth formed by the cycloidal surface of the gear,
- acceleration, steady motion and braking of the aircraft wheel are carried out while maintaining a predetermined mutual angular position of the lines of symmetry of the eccentrics of all servo-driven electric drives in accordance with the algorithm laid down in the GBU program,
- the aircraft wheel is braked to a complete stop by turning on all linear electric drives of the disk brake according to the signals received from the control gear and converted into control units of the linear electric drives after the follow-up control gears are disengaged from the gear by the signal from the control gear in accordance with the control program defined by the algorithm laid down in the GBU program by subsequently turning the output shafts to occupy the centers of all the eccentrics of the position on the radial lines connecting the gear axis to oles with the axis of each output shaft and stopping all servo drives,
- entering into engagement with the wheel of all tracking electric drives and their stop at a given mutual angular position of the lines of symmetry of the cylindrical eccentrics is carried out by a signal from the GBU in accordance with the control program specified by the algorithm laid down in the GBU program.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015115108/11A RU2583535C1 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015115108/11A RU2583535C1 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2583535C1 true RU2583535C1 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=55960007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015115108/11A RU2583535C1 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2583535C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760800C1 (en) * | 2021-07-02 | 2021-11-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») | Device for uniform distribution of brake effort of the electromechanical drive of the friction brake of the wheel |
| EP4146536A4 (en) * | 2020-05-06 | 2024-05-15 | Safran Landing Systems Canada Inc. | Autonomous electric taxiing wheel with electrically actuated brake |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326488C1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Multimotor frequency regulated electric drive |
| RU2385435C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-03-27 | Виктор Владимирович Становской | Eccentric-cycloidal engagement of complex tooth profiles |
| RU97471U1 (en) * | 2010-04-08 | 2010-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" | ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE |
-
2015
- 2015-04-22 RU RU2015115108/11A patent/RU2583535C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326488C1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инт-КЛАСС" | Multimotor frequency regulated electric drive |
| RU2385435C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-03-27 | Виктор Владимирович Становской | Eccentric-cycloidal engagement of complex tooth profiles |
| RU97471U1 (en) * | 2010-04-08 | 2010-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Технология Маркет" | ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4146536A4 (en) * | 2020-05-06 | 2024-05-15 | Safran Landing Systems Canada Inc. | Autonomous electric taxiing wheel with electrically actuated brake |
| RU2760800C1 (en) * | 2021-07-02 | 2021-11-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») | Device for uniform distribution of brake effort of the electromechanical drive of the friction brake of the wheel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8714481B2 (en) | Integrated electric motor and gear in an aircraft wheel | |
| US8712603B2 (en) | Aircraft drive | |
| Belousov et al. | An electric traction drive for electric vehicles | |
| JP6714333B2 (en) | Vehicle drive system and control method thereof | |
| CN107472076B (en) | Torque control method, device and the vehicle of vehicle | |
| US10940942B2 (en) | Drive system for aircraft landing gear | |
| JP6581594B2 (en) | Aircraft landing gear drive system | |
| US20110304292A1 (en) | Independent drive device for an aircraft | |
| EP3680170A1 (en) | Drive system for landing gear and drive system control method | |
| CN106143120B (en) | The wheel motor drive device of electric vehicle and electric vehicle method of work | |
| CN105555661B (en) | The drive system of undercarriage for aircraft | |
| CN102035271B (en) | A kind of two redundancy winding motor | |
| RU2583535C1 (en) | Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof | |
| US20110284685A1 (en) | Wheel Structure for Integrating an Electric Drive Motor | |
| CN101992686A (en) | Drive unit for vehicle and drive method of vehicle | |
| US20130240664A1 (en) | Method for determining relational speed and position in an aircraft equipped with a landing gear drive wheel | |
| EP3309068A1 (en) | Drive system for aircraft landing gear | |
| US11008097B2 (en) | Actuator for use in aviation | |
| WO2020057322A1 (en) | Electromagnetic shock absorber employing enhanced electric motor using planetary gear | |
| CN109733209B (en) | Control method of differential speed reduction system of vehicle double-bevel gear | |
| US11235865B2 (en) | Aircraft electric taxi system design and operation | |
| RU2583518C1 (en) | Multi-motor electric drive for turning nose landing gear and operation method thereof | |
| WO2008118037A1 (en) | Electric motor with an electromechanical transmission ratio converter | |
| RU2583843C1 (en) | Multi-motor electromechanical drive and operation method thereof | |
| CN107628257A (en) | The motor reducer integrated structure and its control system of a kind of helicopter tail rotor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200423 |