Механизм выпуска спойлера

Изобретение относится к авиации, в частности к системам приводов аэродинамических поверхностей. Узел крыла воздушного судна содержит крыло (1), спойлер (2), присоединенный с возможностью поворота к крылу, и механизм выпуска спойлера. Механизм выпуска спойлера содержит ножничный рычажный механизм (7), включающий верхний рычаг (9), присоединенный с возможностью поворота к спойлеру посредством верхнего шарнира (10), и нижний рычаг (11), присоединенный с возможностью поворота к крылу посредством нижнего шарнира (12) и к верхнему рычагу (9) посредством центрального шарнира (13). Привод (8) присоединен с возможностью поворота к крылу посредством проксимального шарнира и к ножничному рычажному механизму посредством дистального шарнира. Привод может менять положение между выдвинутой и убранной конфигурациями для того, чтобы таким образом изменять расстояние между проксимальным и дистальным шарнирами. Проксимальный и дистальный шарниры удалены друг от друга в направлении размаха крыла. Способ управления указанным узлом крыла включает перевод привода из убранной конфигурации в выдвинутую, при этом образуют угол между верхним (9) и нижним (11) рычагами ножничного рычажного механизма и выталкивают спойлер в воздушный поток над крылом посредством верхнего рычага (9). Достигается экономия пространства в поперечном направлении крыла. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к узлу крыла воздушного судна, содержащему крыло, спойлер, присоединенный с возможностью поворота к крылу, и механизм выпуска спойлера.

Уровень техники

Традиционный механизм выпуска спойлеров содержит привод линейного перемещения, присоединенный с возможностью поворота к крылу посредством проксимального шарнира и к спойлеру - посредством дистального шарнира. Привод ориентирован в поперечном направлении (по глубине крыла). В воздушных судах будущих поколений пространство в направлении поперечного сечения позади заднего лонжерона все больше уменьшается, что делает такие традиционные механизмы непригодными.

Раскрытие изобретения

Первый аспект изобретения обеспечивает узел крыла воздушного судна, содержащий крыло, спойлер, присоединенный с возможностью поворота к крылу, и механизм выпуска спойлера, содержащий рычажный механизм с верхним рычагом, присоединенным с возможностью поворота к спойлеру посредством верхнего шарнира, и с нижним рычагом, присоединенным с возможностью поворота к крылу посредством нижнего шарнира и к верхнему рычагу - посредством центрального шарнира, при этом обеспечена возможность поворота верхнего рычага относительно двух перпендикулярных осей и возможность поворота нижнего рычага относительно двух перпендикулярных осей, и привод, присоединенный с возможностью поворота к крылу посредством проксимального шарнира и к рычажному механизму - посредством дистального шарнира, при этом привод выполнен с возможностью перевода между выдвинутой и убранной конфигурациями с целью изменения расстояния между проксимальным и дистальным шарнирами, причем проксимальный и дистальный шарниры удалены друг от друга преимущественно в направлении размаха крыла по меньшей мере в одной конфигурации привода.

Другой аспект изобретения обеспечивает способ управления узлом согласно первому аспекту изобретения, при этом указанный способ включает следующие этапы: переводят привод из его убранной конфигурации в выдвинутую конфигурацию, образуют угол между верхним и нижним рычагами рычажного механизма и выталкивают спойлер в воздушный поток над крылом посредством верхнего рычага рычажного механизма.

Применение рычажного механизма в сочетании с поворотным приводом позволяет размещать механизм выпуска в меньшем пространстве в направлении поперечного сечения, поскольку перемещение привода может осуществляться главным образом в направлении размаха крыла. Это позволяет также использовать в случае необходимости привод больших размеров и большей мощности.

Привод может быть присоединен к верхнему рычагу или к нижнему рычагу посредством дистального шарнира, который расположен на некотором расстоянии от центрального шарнира. Это может создавать определенное достоинство с точки зрения механики. Так, например, дистальный шарнир может присоединять привод к верхнему рычагу, а центральный шарнир располагается между дистальным шарниром и верхним шарниром. Альтернативно дистальный шарнир, который соединяет привод с рычажным механизмом, может быть соосным с центральным шарниром, который соединяет нижний рычаг рычажного механизма с верхним рычагом рычажного механизма. Это делает конструкцию более компактной. В случае соосного расположения центральный и дистальный шарниры могут быть выполнены в виде поворотного пальца, который проходит сквозь привод и два рычага.

Поворотное соединение между спойлером и крылом может обеспечивать сложное перемещение, однако, более предпочтительным является спойлер, присоединенный с возможностью поворота к крылу при помощи шарнира спойлера, который остается неподвижным при выпуске спойлера. Аналогично этому нижний шарнир может перемещаться во время выпуска, но более предпочтительно нижний шарнир остается неподвижным при выпуске спойлера.

Краткое описание чертежей

Далее приведено описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:

фигура 1 - вид сверху воздушного судна,

фигура 2 - вид сзади узла спойлера согласно первому варианту осуществления изобретения в убранной конфигурации,

фигура 3 - вид сзади узла в выпущенной конфигурации,

фигура 4 - вид сбоку узла в убранной конфигурации,

фигура 5 - вид сбоку узла в выпущенной конфигурации,

фигура 6 - вид сзади нижнего шарнира,

фигура 7 - вид сверху нижнего шарнира,

фигура 8 - вид сверху центрального шарнира,

фигура 9 - схематический вид сзади узла спойлера согласно второму варианту осуществления изобретения в убранной конфигурации, и

фигура 10 - схематический вид сзади узла спойлера согласно третьему варианту осуществления изобретения в убранной конфигурации.

Осуществление изобретения

Воздушное судно, показанное на фигуре 1, содержит крыло 1 с рядом спойлеров 2 (известных также как аэродинамические тормоза или гасители подъемной силы), расположенных на его верхней поверхности. Один из этих спойлеров 2 показан на фигурах 2-5. Крыло содержит лонжерон 3, к которому спойлер 2 присоединен с возможностью поворота при помощи пары шарниров 4. Ось 5 поворота спойлера, которую обеспечивают эти шарниры 4, остается неподвижной при выпуске спойлера.

Спойлер 2 поворачивается вокруг оси 5 поворота при помощи механизма 6 выпуска спойлера, содержащего ножничный рычажный механизм 7 и привод 8 линейного перемещения. Ножничный рычажный механизм 7 содержит верхний рычаг 9, присоединенный с возможностью поворота к спойлеру посредством верхнего шарнира 10, и нижний рычаг 11, присоединенный с возможностью поворота к лонжерону 3 посредством нижнего шарнира 12 и к верхнему рычагу 9 - посредством центрального шарнира 13.

Нижний шарнирный механизм в нижнем шарнире 12 подробно показан на фигурах 6 и 7. Нижний рычаг 11 соединен с шарнирным элементом 17 с возможностью поворота посредством соединительной серьги, которая позволяет рычагу поворачиваться вокруг оси 18, как показано на фигуре 6. Шарнирный элемент 17 установлен с возможностью поворота на кронштейне 19, прикрепленном к лонжерону 3, таким образом, рычаг 11 может также поворачивается вокруг оси 20. При этом нижний рычаг 11 может поворачиваться относительно нижнего шарнира 12 с четырьмя степенями свободы.

Верхний шарнирный механизм в верхнем шарнире 10 аналогичен нижнему шарнирному механизму, поэтому верхний рычаг 9 может поворачиваться вокруг верхнего шарнира 10 также с четырьмя степенями свободы.

Привод 8 содержит гидравлический цилиндр 21, присоединенный с возможностью поворота к ребру или к иному соединительному элементу (не показаны), выходящему из лонжерона 3, посредством проксимального шарнира 14, и поршневой шток 15, соединенный с возможностью поворота с ножничным рычажным механизмом посредством центрального шарнира 13. В цилиндре 21 можно создавать повышенное давление для того, чтобы обеспечивать прямолинейное перемещение поршневого штока.

Конструкция шарнирного механизма центрального шарнира 13 подробно показана на фигуре 8. На дальнем конце поршневого штока имеется отверстие. Поворотный палец 16 проходит через это отверстие в штоке, а также через соосные отверстия в рычагах 10, 11. Таким образом, шарнирный механизм, показанный на фигуре 8, обеспечивает дистальное шарнирное соединение между приводом и ножничным рычажным механизмом, и центральное шарнирное соединение между ножничными рычагами.

Спойлер выпускается в результате перемещения привода из убранной конфигурации, показанной на фигуре 2, в выдвинутую конфигурацию, показанную на фигуре 3, заставляя проксимальный и дистальный шарниры 14, 13 расходиться вдоль прямой линии действия. Это приводит к увеличению угла между верхним и нижним рычагами ножничного рычажного механизма, при этом верхний рычаг 9 выталкивает спойлер в воздушный поток над крылом. Привод 8 поворачивается вверх посредством шарнира 14, чтобы обеспечить согласованное перемещение центрального шарнира 13 при выдвижении привода 8. Нижний рычаг 11 поворачивается относительно оси 18 (как показано на фигурах 2 и 3) и относительно оси 20 (как показано на фигурах 6 и 7), которые перпендикулярны друг другу. Верхний рычаг 9 также поворачивается относительно двух перпендикулярных осей в верхнем шарнирном механизме, который соединяет его со спойлером.

Как можно видеть на фигурах 4 и 5, нижний шарнир 12 ножничного рычажного механизма располагается перед верхним шарниром 10 ножничного рычажного механизма при всех положениях спойлера.

Как можно видеть на фигурах 2 и 3, шарниры 13, 14 удалены друг от друга преимущественно в направлении размаха крыла как в убранной, так и в выдвинутой конфигурациях привода. Поэтому механизм выпуска занимает меньшее пространство в направлении поперечного сечения крыла. Это позволяет также использовать в случае необходимости привод больших размеров и большей мощности.

На фигуре 9 схематически показана альтернативная конструкция механизма выпуска. Эта конструкция аналогична конструкции, показанной на фигурах 2-8, при этом эквивалентные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами. В этом случае привод 8 в убранном положении лежит на одной прямой с верхним рычагом 9.

Вторая альтернативная конструкция схематически показана на фигуре 10. Эта конструкция также аналогична конструкции, показанной на фигурах 2-9, и при этом эквивалентные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами. В этом случае верхний рычаг ножничного рычажного механизма выходит за пределы шарнира, который соединяет его с нижним рычагом. В частности, ножничный рычажный механизм содержит верхний рычаг 30, верхний конец которого присоединен с возможностью поворота к спойлеру 2 посредством верхнего шарнира 10, а нижний конец присоединен с возможностью поворота к поршню 15 привода посредством дистального шарнира 33. Нижний рычаг 31 ножничного рычажного механизма присоединен с возможностью поворота к лонжерону 3 посредством нижнего шарнира 12 и к верхнему рычагу 30 посредством центрального шарнира 32. В этом случае центральный шарнир 32 не соосен с дистальным шарниром 33, но расположен на верхнем рычаге 30 между дистальным шарниром 33 и верхним шарниром 10. Такая конструкция обладает преимуществом по сравнению с конструкцией, показанной на фигуре 2, с точки зрения механики. Преимущества конструкции, показанной на фигуре 2 (по сравнению с конструкцией, показанной на фигуре 10), заключаются в том, что ножничный рычажный механизм является более компактным, и что привод располагается ближе центру (с точки зрения поперечного сечения), поэтому его размеры могут быть увеличены.

Изобретение описано со ссылками на один или более предпочтительных вариантов осуществления, однако, следует понимать возможность различных изменений или модификаций без отклонения от объема изобретения, который определяет прилагаемая формула изобретения.

1. Узел крыла воздушного судна, содержащий крыло; спойлер, присоединенный с возможностью поворота к крылу; и механизм выпуска спойлера, содержащий рычажный механизм с верхним рычагом, присоединенным с возможностью поворота к спойлеру посредством верхнего шарнира, и с нижним рычагом, присоединенным с возможностью поворота к крылу посредством нижнего шарнира и к верхнему рычагу - посредством центрального шарнира, при этом обеспечена возможность поворота верхнего рычага относительно двух перпендикулярных осей и возможность поворота нижнего рычага относительно двух перпендикулярных осей, и привод, присоединенный с возможностью поворота к крылу посредством проксимального шарнира и к рычажному механизму - посредством дистального шарнира, при этом привод выполнен с возможностью перевода между выдвинутой и убранной конфигурациями с целью изменения расстояния между проксимальным и дистальным шарнирами, причем проксимальный и дистальный шарниры удалены друг от друга преимущественно в направлении размаха крыла, по меньшей мере, в одной конфигурации привода.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что дистальный шарнир, соединяющий привод с рычажным механизмом, является соосным с центральным шарниром, соединяющим нижний рычаг рычажного механизма с верхним рычагом рычажного механизма.

3. Узел по п.2, отличающийся тем, что содержит поворотный палец, который проходит сквозь привод, а также сквозь верхний и нижний рычаги.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что дистальный шарнир соединяет привод с верхним рычагом, при этом центральный шарнир расположен между дистальным шарниром и верхним шарниром.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что спойлер присоединен с возможностью поворота к крылу посредством шарнира спойлера, который остается неподвижным при выпуске спойлера.

6. Узел по п.1, отличающийся тем, что нижний шарнир остается неподвижным при выпуске спойлера.

7. Узел по п.1, отличающийся тем, что крыло содержит задний лонжерон, к которому спойлер присоединен с возможностью поворота.

8. Узел по п.1, отличающийся тем, что нижний шарнир рычажного механизма расположен перед верхним шарниром рычажного механизма.

9. Узел по п.1, отличающийся тем, что обеспечено перемещение вверх дистального шарнира при выдвижении привода.

10. Узел по п.1, отличающийся тем, что нижний рычаг выполнен с возможностью поворота вокруг нижнего шарнира с, по меньшей мере, четырьмя степенями свободы.

11. Узел по п.1, отличающийся тем, что верхний рычаг выполнен с возможностью поворота вокруг верхнего шарнира с, по меньшей мере, четырьмя степенями свободы.

12. Способ управления узлом, охарактеризованным в одном из предшествующих пунктов, содержащий следующие этапы:
переводят привод из его убранной конфигурации в выдвинутую конфигурацию,
образуют угол между верхним и нижним рычагами рычажного механизма и выталкивают спойлер в воздушный поток над крылом посредством верхнего рычага рычажного механизма.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что поворачивают верхний рычаг относительно двух перпендикулярных осей и поворачивают нижний рычаг относительно двух перпендикулярных осей.