本文公開的實(shí)施例總的來說涉及飛行器起落架艙門致動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是涉及設(shè)有緊急致動(dòng)系統(tǒng)的飛行器起落架艙門致動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

具有伸縮式起落架的飛行器典型地設(shè)有與起落架同步操作的伸縮式起落架艙門，用于分別響應(yīng)于起落架的伸展周期和縮回周期而在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間移動(dòng)。因此，常規(guī)的起落架艙門必須配備有分別在常規(guī)的起落架伸展周期和縮回周期期間使艙門打開和關(guān)閉的致動(dòng)系統(tǒng)或者機(jī)構(gòu)(即，在起落架伸展周期期間，使起落架艙門移動(dòng)到打開狀態(tài)而不可能與起落架物理接觸，并且一旦起落架已經(jīng)在縮回周期期間退回，則使起落架艙門移動(dòng)到關(guān)閉狀態(tài)以覆蓋起落架)。

存在分為兩大類的飛行器起落架艙門致動(dòng)系統(tǒng)，即(1)鏈接到起落架的艙門致動(dòng)系統(tǒng)，和(2)具有它們自身的專用致動(dòng)系統(tǒng)的艙門致動(dòng)系統(tǒng)，該專用致動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立于起落架的致動(dòng)系統(tǒng)。具有它們自身的專用致動(dòng)系統(tǒng)的艙門致動(dòng)系統(tǒng)另外必需配備有專用伸展系統(tǒng)，以允許艙門在起落架致動(dòng)系統(tǒng)的故障情形中打開/關(guān)閉。由此，這些艙門致動(dòng)系統(tǒng)另外必須設(shè)有允許起落架艙門打開的備份系統(tǒng)，以允許起落架在重力自由落體狀態(tài)下伸展(例如，其中起落架僅借助于重力伸展而無常規(guī)機(jī)載電氣和/或液力起落架伸展機(jī)構(gòu)輔助的情形)。

在本領(lǐng)域中已知各種緊急起落架艙門操作機(jī)構(gòu)，例如，如通過美國專利9,102,403、7,178,759和美國專利申請公布2005/0194496(各文獻(xiàn)的整個(gè)內(nèi)容通過引用合并入本文)所顯見的。但是，存在其中在艙門打開操作周期期間緊急著陸艙門系統(tǒng)需要物理提起起落架艙門的一些情況。例如，具有接近于地面的艙門鉸鏈軸線的、貨機(jī)的起落架艙門需要以相對提升移動(dòng)操作來打開艙門并將其置于更高位置，從而如果發(fā)生硬著陸事件或者在飛行器處于滾轉(zhuǎn)姿態(tài)時(shí)著陸的情況下保護(hù)艙門以免變成碎片或者接觸到地面。

如以上指出的，具有獨(dú)立致動(dòng)系統(tǒng)的起落架艙門機(jī)構(gòu)需要備份系統(tǒng)，以允許起落架艙門在常規(guī)致動(dòng)系統(tǒng)故障情形中打開。在該示例中，在打開周期期間需要相對提升運(yùn)動(dòng)的、用于起落架艙門的備份系統(tǒng)需要產(chǎn)生足夠的力，以打開艙門并將艙門提升到它的打開狀態(tài)。一旦打開，則系統(tǒng)需要另外提供足夠力，以在各種標(biāo)準(zhǔn)著陸事件以及非標(biāo)準(zhǔn)著陸事件(例如，硬著陸事件)期間將艙門保持在打開狀態(tài)中。打開艙門并將艙門保持在打開狀態(tài)中所需的力可通過許多手段產(chǎn)生，諸如壓縮氣體(例如，空氣或者氮?dú)?、空氣彈簧、煙火裝置、空氣動(dòng)力或者機(jī)械彈簧。在起落架艙門需要提升到打開狀態(tài)中的那些情形中，系統(tǒng)由此需要產(chǎn)生更大力以支撐艙門重量的重量，并將其保持在鎖定打開狀態(tài)。

因此，旨在提供本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的、針對如以上指出的與緊急起落架艙門致動(dòng)相關(guān)聯(lián)的問題的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

總體上，如在本文所述系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明允許在緊急事件中打開起落架艙門，例如，常規(guī)起落架致動(dòng)系統(tǒng)故障而要求重力自由落體展開時(shí)。根據(jù)一些實(shí)施例，伸縮式飛行器起落架艙門致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括起落架艙門和附接到起落架艙門的艙門支撐架。支撐架被附接到飛行器結(jié)構(gòu)用于繞樞轉(zhuǎn)軸線在關(guān)閉狀態(tài)和打開狀態(tài)之間樞轉(zhuǎn)移動(dòng)，在關(guān)閉狀態(tài)下，起落架艙門在相對于飛行器結(jié)構(gòu)退回時(shí)覆蓋飛行器起落架，并且在打開狀態(tài)下，起落架艙門在相對于飛行器結(jié)構(gòu)伸展時(shí)相對于飛行器起落架側(cè)向地且向上地移動(dòng)。起落架艙門致動(dòng)組件操作地連接到艙門支撐架，用于使艙門支撐架和由艙門支撐架支撐的起落架艙門在它們的關(guān)閉狀態(tài)和打開狀態(tài)之間移動(dòng)。起落架艙門致動(dòng)組件包括過中心的彈簧組件，該過中心的彈簧組件輔助艙門支撐架和由艙門支撐架支撐的起落架艙門從它們的關(guān)閉狀態(tài)樞轉(zhuǎn)移動(dòng)到打開狀態(tài)。

根據(jù)一些實(shí)施例，起落架艙門致動(dòng)組件包括第一和第二連桿臂、致動(dòng)器組件和拉伸彈簧組件。第一連桿臂的近端在第一樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到飛行器結(jié)構(gòu)，并且第一連桿臂的遠(yuǎn)端在第二樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到第二連桿臂的近端。第二連桿臂的遠(yuǎn)端又在第三樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到起落架艙門支撐結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器組件具有在第四樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到飛行器結(jié)構(gòu)的近端，和在位于第一和第二樞轉(zhuǎn)軸線之間的第五樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到第一連桿臂的遠(yuǎn)端。拉伸彈簧組件具有在第六樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到飛行器結(jié)構(gòu)的近端，和在第七樞轉(zhuǎn)軸線上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到第一連桿臂的遠(yuǎn)端，第七樞轉(zhuǎn)軸線位于第五樞轉(zhuǎn)軸線的內(nèi)側(cè)。

在起落架艙門支撐架和由起落架艙門支撐架支撐的起落架艙門處于它們的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，拉伸彈簧組件將被加載張力。因此，用這樣的方式，致動(dòng)器組件的致動(dòng)繞第一樞轉(zhuǎn)軸線以可樞轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)第一連桿臂，以使第二連桿臂驅(qū)動(dòng)艙門支撐架和由艙門支撐架支撐的起落架艙門以相對于飛行器起落架側(cè)向地且向外地樞轉(zhuǎn)，并樞轉(zhuǎn)到它們的打開狀態(tài)。艙門支撐架和由艙門支撐架支撐的起落架艙門的這些移動(dòng)響應(yīng)性地使第七樞轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)過第五樞轉(zhuǎn)軸線的中心，由此導(dǎo)致拉伸彈簧組件的力卸載，并且輔助艙門支撐架和由艙門支撐架支撐的起落架艙門移動(dòng)到它們的打開狀態(tài)。

在仔細(xì)考慮以下關(guān)于本發(fā)明優(yōu)選示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的這些及其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。

附圖說明

參考以下關(guān)于示例性非限制性說明性實(shí)施列的詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，將更好且更完全地理解所公開的本發(fā)明實(shí)施例，在圖中：

圖1是配備有伸縮式起落架和在打開周期中需要提升的起落架艙門的貨運(yùn)飛行器的透視底視圖；

圖2是設(shè)置在圖1所示的飛行器中的、處于關(guān)閉狀態(tài)的示例性右舷起落架艙門的放大橫截面后向立面圖，其在此具有根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的艙門操作系統(tǒng)；

圖3是圖2的右舷起落架艙門和艙門操作系統(tǒng)的放大橫截面后向立面圖，但示出為處于打開狀態(tài)；

圖4是分別對于由以上圖2和3中所示的艙門打開系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(虛線)以及對于艙門打開的所需轉(zhuǎn)矩(實(shí)線)的、鉸合線軸線上的轉(zhuǎn)矩(N.m)對起落架艙門開度角(°)的曲線圖；和

圖5是在起落架自由落體事件期間的、鉸合線軸線上的轉(zhuǎn)矩(N.m)對起落架艙門開度角(°)的曲線圖，示出了由根據(jù)圖2和3中描繪的實(shí)施例的艙門打開系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的結(jié)果正扭矩。

具體實(shí)施方式

附圖1示出了示例性貨運(yùn)飛行器10，其包括伸縮式主起落架組件12、14和伸縮式前起落架組件16。飛行器10的主起落架組件12、14以可伸縮方式安放在靠近飛行器機(jī)身10-1的底部處的相應(yīng)起落架艙17、18內(nèi)。如圖1所示，主起落架組件12、14示出為處于伸展?fàn)顟B(tài)，其中相應(yīng)的起落架艙門12-1、14-1處于打開狀態(tài)。由于起落架艙17、18位于飛機(jī)機(jī)身10-1的底部附近，因此起落架艙門12-1、14-1必須相對于它們的關(guān)聯(lián)起落架艙17、18在物理上側(cè)向地且向上地旋轉(zhuǎn)，以免在著陸期間接觸地面。

附圖2和3是關(guān)聯(lián)于右舷起落架艙門12-1的右舷起落架致動(dòng)組件20的放大橫截面立面圖，應(yīng)理解左舷起落架艙門14-1將同樣地設(shè)有鏡像組件。如所示的，致動(dòng)組件20包括被附接到大體L形狀的起落架艙門12-1的、大體U形形狀的艙門支撐架22。艙門支撐架22在其鉸接臂22-1處連接到關(guān)聯(lián)于起落架艙門艙17的機(jī)身支撐結(jié)構(gòu)(未示出)，以便能夠繞由此限定的鉸鏈軸線22-1a以可樞轉(zhuǎn)方式移動(dòng)。艙門支撐架22繞鉸鏈軸線22-1a的鉸接移動(dòng)由此將引起與之附接的起落架艙門12-1在如圖2所示關(guān)閉狀態(tài)和如圖3所示打開狀態(tài)之間移動(dòng)。如可理解的，在艙門打開周期期間，艙門支撐架22的這種樞轉(zhuǎn)移動(dòng)又會(huì)將起落架艙門12-1相對于安置在飛機(jī)機(jī)身10-1的底部區(qū)域上的起落架艙17側(cè)向向外地且向上地載運(yùn)。

艙門致動(dòng)組件20另外包括第一固定長度連桿臂24，第一固定長度連桿臂24具有在樞轉(zhuǎn)軸線26-1上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到固定位置附接突出部26的近端。附接突出部26在位置上固定到飛行器的機(jī)身10-1的機(jī)體結(jié)構(gòu)。第二固定長度連桿臂30具有在樞轉(zhuǎn)軸線30-1上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到第一連桿臂的近端和在樞轉(zhuǎn)軸線30-2上以可樞轉(zhuǎn)方式與艙門支撐架22的連接突出部22-2相連的遠(yuǎn)端。

致動(dòng)器組件40(例如，液力或者氣動(dòng)起動(dòng)器)包括具有在樞轉(zhuǎn)軸線40-1上鉸接到固定位置附接突出部44的近端。附接突出部44在位置上固定到飛行器的機(jī)身10-1的機(jī)體結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器40另外包括能夠往復(fù)直線性移動(dòng)的致動(dòng)器臂42-2，致動(dòng)器臂42-2具有在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)40-2上以可樞轉(zhuǎn)方式連接第一連桿臂24的遠(yuǎn)端。

備份拉伸彈簧組件50具有在樞轉(zhuǎn)軸線50-1上以可樞轉(zhuǎn)方式連接到固定附接突出部52的近端，和在樞轉(zhuǎn)軸線50-2上以可樞轉(zhuǎn)方式連接第一連桿臂24的遠(yuǎn)端。將觀察到，樞轉(zhuǎn)軸線50-2相對于飛機(jī)機(jī)身和樞轉(zhuǎn)軸線40-2位于內(nèi)側(cè)。還將觀察到，在起落架艙門12-1移動(dòng)到它的關(guān)閉狀態(tài)(如圖2所示)時(shí)，拉伸彈簧組件50將被加載力，即與拉伸彈簧組件50的壓縮(非加載)長度相比，由于樞轉(zhuǎn)軸線50-1和50-2之間的連桿距離，拉伸彈簧組件50將在張力作用下拉伸。

在常規(guī)操作中，致動(dòng)器組件40可由機(jī)載系統(tǒng)操作，以使致動(dòng)器臂40b伸展，由此將第一連桿臂繞樞轉(zhuǎn)軸線26-1向下驅(qū)動(dòng)。第一連桿臂24的這一移動(dòng)又將使第二連桿臂30驅(qū)動(dòng)艙門支撐架22及由此其所支承的起落架艙門12-1繞樞轉(zhuǎn)軸線22-1a樞轉(zhuǎn)(圖3中的箭頭A1)，由此導(dǎo)致起落架艙門支撐架22及其關(guān)聯(lián)的起落架艙門12-1在側(cè)向向外地且向上方向上(圖3中的箭頭A2)鉸接移動(dòng)。

如通過比較圖2和3能夠看到的，第一和第二連桿臂24、30的這種鉸接移動(dòng)又將使彈簧組件50被進(jìn)一步加載力(即，由于樞轉(zhuǎn)軸線50-1和50-2之間的進(jìn)一步擴(kuò)展)，直至樞轉(zhuǎn)軸線50-2移動(dòng)過樞轉(zhuǎn)軸線40-2的中心。在此轉(zhuǎn)矩下，彈簧組件50因此將開始對它的彈性力卸載，從而有助于將第一連桿臂24繞樞轉(zhuǎn)軸線26-1以可樞轉(zhuǎn)方式向下驅(qū)動(dòng)，從而又有助于起落架艙門支撐架22及其支承的艙門12-1繞軸線22-1a在圖3中的箭頭A2的方向上樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。彈簧組件50的這一力加載與卸載由此將在起落架艙門致動(dòng)組件20的常規(guī)操作中發(fā)生，以使起落架艙門12-1在它的關(guān)閉狀態(tài)和打開狀態(tài)(分別地，圖2和3中所示)之間移動(dòng)。

如果在常規(guī)機(jī)載致動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)生故障(例如，液力、電氣和/或氣動(dòng)故障)而妨礙如上所述的致動(dòng)器組件40的常規(guī)操作，則飛行機(jī)組人員可致動(dòng)緊急起落架展開系統(tǒng)，從而將起落架12從它的上載位(upload)釋放，以便能夠從它們在艙17內(nèi)的退回位置重力自由落體到伸展?fàn)顟B(tài)。本領(lǐng)域中已知許多緊急起落架展開系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)起落架艙門12-1、14-1和它們的關(guān)聯(lián)起落架12、14分別按順序正確重力自由落體，即用以確保起落架艙門12-1、14-1在起落架12、14展開之前打開，從而最小化(即便不能完全阻止)后者敲擊前者的情形(這否則可能會(huì)引起起落架卡住，而阻止完全起落架展開)。在操作上可與上述艙門致動(dòng)系統(tǒng)20互連的一個(gè)這種系統(tǒng)在美國專利申請公布NO.2015/0151832中公開(其整個(gè)內(nèi)容通過引用合并入本文)。

由此，如果常規(guī)起落架伸展系統(tǒng)發(fā)生故障，則可通過機(jī)載緊急起落架致動(dòng)系統(tǒng)(未示出)啟動(dòng)起落架12、14及它們各自的起落架艙門12-1、14-1的重力自由落體。例如，在重力自由落體事件期間，第一連桿臂將繞第一樞轉(zhuǎn)軸線26-1以可樞轉(zhuǎn)方式向下移動(dòng)，這又將引起與被加載力的拉伸彈簧組件50相關(guān)聯(lián)的樞轉(zhuǎn)軸線50-2移動(dòng)過樞轉(zhuǎn)軸線40-2的中心。被加載力的拉伸彈簧組件40移動(dòng)過樞轉(zhuǎn)軸線40-2的中心由此將允許卸載彈簧組件50的力，并允許足夠貯備力以將起落架艙門支撐架22和其支承的起落架艙門12-1繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)22-1a以可樞轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)。一旦發(fā)生起落架艙門12-1的該移動(dòng)，由此它不再阻礙起落架12，則機(jī)載緊急起落架致動(dòng)系統(tǒng)可允許起落架12通過重力自由落體展開。

圖4的曲線圖示出了在艙門打開周期期間提升起落架艙門12-1必需的要求扭矩(實(shí)線)以及由備用系統(tǒng)艙門致動(dòng)系統(tǒng)20產(chǎn)生的扭矩(虛線)的計(jì)算結(jié)果，其中使用鉸合線軸線作為這一計(jì)算結(jié)果的基準(zhǔn)。艙門致動(dòng)系統(tǒng)20的優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)使得產(chǎn)生扭矩曲線大致平行于要求扭矩曲線，從而提供了系統(tǒng)可用能量的優(yōu)化。

圖5的曲線圖示出了考慮到要求扭矩和產(chǎn)生扭矩之間的差異的、在艙門鉸合線軸線上的結(jié)果扭矩的計(jì)算結(jié)果。如可看到的，圖5中描繪的正扭矩結(jié)果意味著起落架艙門12-1將被提供沿著打開方向的附加力負(fù)荷。

可以設(shè)想在本領(lǐng)域人員的技術(shù)范圍內(nèi)的各種修改。因此，雖然已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為是最實(shí)用且優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但將理解，本發(fā)明不局限于公開的實(shí)施例，而是相反地，本發(fā)明旨在涵蓋包含在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同方案。