一种轻质低阻复材板簧式起落装置

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一种轻质低阻复材板簧式起落装置
申请号	CN202111663642.6	申请日	2021-12-30	公开(公告)号	CN114408168A	公开(公告)日	2022-04-29
申请人	中国特种飞行器研究所;			发明人	穆媛; 孔卫宏; 刘翀; 王雪明; 谈言朋; 舒明杰;
摘要	本发明公开了一种轻质低阻复材板簧式起落装置，包括复材板簧、机轮轴、刹车装置、刹车安装座以及机轮和轮胎；复材板簧是起落装置主承力结构，采用多曲度和变截面设计，材料选用玻璃纤维单向带预浸料，复材板簧的根部与机身固定连接；机轮轴的一端与复材板簧的稍部固定连接，机轮轴上安装刹车装置及机轮和轮胎，其中，刹车装置通过刹车安装座与机轮轴连接固定，刹车安装座与机轮轴连接固定，轮胎安装于机轮之上。本发明是轻型飞行器起降的主要承力部件，结构简单，生产制造难度小且拆装方便，提高了乘员的舒适度，又减轻了飞行器结构重量和飞行气动阻力，同时也提升了飞行器的整体美观性，极大的满足了目前国内外市场的多元化需求。
权利要求	1.一种轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，包括复材板簧(1)、机轮轴(2)、刹车装置(3)、刹车安装座(4)以及机轮(5)和轮胎(6)；复材板簧(1)是起落装置主承力结构，采用多曲度和变截面设计，材料选用玻璃纤维单向带预浸料，复材板簧(1)的根部与机身固定连接；机轮轴(2)的一端与复材板簧(1)的稍部固定连接，机轮轴(2)上安装刹车装置(3)及机轮(4)和轮胎(6)，其中，刹车装置(3)通过刹车安装座(4)与机轮轴(2)连接固定，刹车安装座(4)与机轮轴(2)连接固定，轮胎(6)安装于机轮(5)之上。 2.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，复材板簧(1)的宽度和厚度沿根部至稍部逐渐减小，复材板簧(1)靠近根部的一段为与机身连接的直线型结构，复材板簧(1)的中间部分采用圆弧形设计，靠近稍部的一段为与机轮轴(2)连接的直线型结构。 3.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，复材板簧(1)露出机身外部分的横截面采用跑道型变圆角设计。 4.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，在机身下部设置有框腹板(9)，框腹板(9)的下部设置有板簧套筒(10)，板簧套筒的下部通过三角形的下腹板(11)进行支撑；在框腹板(9)、板簧套筒(10)、下腹板(11)以及复材板簧(11)上开设有位置相对应的螺栓孔；板簧套筒(10)、下腹板(11)均与机身框连接固定；复材板簧(2)根部一端插入到板簧套筒(10)内，复材板簧(2)通过螺栓与板簧套筒(10)、框腹板(9)及下腹板(11)连接固定；复材板簧(2)伸出板簧套筒(10)端部的位置通过板簧卡板(12)和螺栓与板簧套筒(10)连接固定。 5.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，所述板簧卡板(12)为中部下凹的把手形结构，其两端为带有螺栓孔的固定板。 6.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，机轮轴(2)是起落装置的过渡连接件，材料选用30CrMnSiA；机轮轴(2)与复材板簧(1)的稍部连接固定后，为刹车装置(3)和机轮(5)提供安装平台。 7.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，刹车装置(3)主要由刹车盘(7)和卡钳(8)组成，其中，刹车盘(7)通过螺栓与机轮(5)连接固定，刹车盘(7)随机轮转动而转动；卡钳(8)通过刹车安装座(4)与机轮轴(2)连接固定。 8.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，所述机轮(5)材料为铝合金，轮胎(6)选用5.00‑5 6PR型航空轮胎。 9.根据权利要求1所述的轻质低阻复材板簧式起落装置，其特征在于，复材板簧(1)在板簧套筒(10)上安装好后，复材板簧(1)、机轮轴(2)和刹车安装座(4)通过四个螺栓相连接，刹车装置(3)通过刹车安装座(4)与机轮轴(2)连接，轮胎(6)装于机轮(5)之上，将装配好轮胎(6)的机轮(5)装于机轮轴(2)上，机轮(5)一侧与机轮轴(2)上的凸台侧面相贴合限位，另一侧采用开槽螺母加开口销防松。
说明书全文	一种轻质低阻复材板簧式起落装置技术领域 [0001] 本发明涉及飞行技术领域，具体涉及一种轻质低阻复材板簧式起落装置。背景技术 [0002] 起落装置主要用于飞行器的停放、地面滑行、起飞和着陆。国内现有轻型飞行器的起落装置多为金属构架式或金属板簧式结构，金属构架式起落装置主要由安装管、刹车装置、刹车安装座和机轮及轮胎组成，其缺点是减震性能很差，乘员舒适度很低；金属板簧式起落装置主要由弹簧钢板、机轮轴、刹车装置、刹车安装座和机轮及轮胎组成，其缺点是重量较大，加工质量和精度难以保证。发明内容 [0003] 本发明的目的是提供一种轻质低阻复材板簧式起落装置，用以解决现有技术中存在的起落装置减震器性能差、乘员舒适度低以及重量大、制造难度大等问题。 [0004] 一种轻质低阻复材板簧式起落装置，包括复材板簧、机轮轴、刹车装置、刹车安装座以及机轮和轮胎；复材板簧是起落装置主承力结构，采用多曲度和变截面设计，材料选用玻璃纤维单向带预浸料，复材板簧的根部与机身固定连接；机轮轴的一端与复材板簧的稍部固定连接，机轮轴上安装刹车装置及机轮和轮胎，其中，刹车装置通过刹车安装座与机轮轴连接固定，刹车安装座与机轮轴连接固定，轮胎安装于机轮之上。 [0005] 进一步地，复材板簧的宽度和厚度沿根部至稍部逐渐减小，复材板簧靠近根部的一段为与机身连接的直线型结构，复材板簧的中间部分采用圆弧形设计，靠近稍部的一段为与机轮轴连接的直线型结构。 [0006] 进一步地，复材板簧露出机身外部分的横截面采用跑道型变圆角设计。 [0007] 进一步地，在机身下部设置有框腹板，框腹板的下部设置有板簧套筒，板簧套筒的下部通过三角形的下腹板进行支撑；在框腹板、板簧套筒、下腹板以及复材板簧上开设有位置相对应的螺栓孔；板簧套筒、下腹板均与机身框连接固定；复材板簧根部一端插入到板簧套筒内，复材板簧通过螺栓与板簧套筒、框腹板及下腹板连接固定；复材板簧伸出板簧套筒端部的位置通过板簧卡板和螺栓与板簧套筒连接固定。 [0008] 进一步地，所述板簧卡板为中部下凹的把手形结构，其两端为带有螺栓孔的固定板。 [0009] 进一步地，机轮轴是起落装置的过渡连接件，材料选用30CrMnSiA；机轮轴与复材板簧的稍部连接固定后，为刹车装置和机轮提供安装平台。 [0010] 进一步地，刹车装置主要由刹车盘和卡钳组成，其中，刹车盘通过螺栓与机轮连接固定，刹车盘随机轮转动而转动；卡钳通过刹车安装座与机轮轴连接固定。 [0011] 进一步地，所述机轮材料为铝合金，轮胎选用5.00‑5 6PR型航空轮胎。 [0012] 进一步地，复材板簧在板簧套筒上安装好后，复材板簧、机轮轴和刹车安装座通过四个螺栓相连接，刹车装置通过刹车安装座与机轮轴连接，轮胎装于机轮之上，将装配好轮胎的机轮装于机轮轴上，机轮一侧与机轮轴上的凸台侧面相贴合限位，另一侧采用开槽螺母加开口销防松。 [0013] 与现有技术相比，本发明具有以下技术特点： [0014] 1.结构简单，不仅满足了轻型飞行器起落装置的功用和结构合理的承力、传力要求，而且大幅度提高了起落装置吸收飞行器着陆和滑跑时撞击能量的能力。 [0015] 2.复材板簧材料选用玻璃纤维单向带预浸料，极大的降低了起落装置的结构重量。 [0016] 3.复材板簧横截面采用跑道型变圆角设计，有效的减少了飞行中的气动阻力。 [0017] 4.生产制造难度较小，成本较低且易于机上安装。附图说明 [0018] 图1为本发明起落装置结构示意图； [0019] 图2为本发明起落装置的俯视示意图； [0020] 图3为刹车装置结构示意图； [0021] 图4为板簧卡板结构示意图； [0022] 图5为本发明起落装置安装示意图； [0023] 图6为复材板簧安装在机身上后的俯视示意图。 [0024] 图中标号说明：1复材板簧，2机轮轴，3刹车装置，4刹车安装座，5机轮，6轮胎，7刹车盘，8卡钳，9框腹板，10板簧套筒，11下腹板，12板簧卡板。具体实施方式 [0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 [0026] 参见附图，本发明提供的一种轻质低阻复材板簧式起落装置，包括复材板簧1、机轮轴2、刹车装置3、刹车安装座4以及机轮5和轮胎6；复材板簧1是起落装置主承力结构，综合采用多曲度和变截面设计，材料选用玻璃纤维单向带预浸料，复材板簧1的根部与机身固定连接；机轮轴2的一端通过四个螺栓与复材板簧1的稍部固定连接，机轮轴2上安装刹车装置3及机轮4和轮胎6，其中，刹车装置3通过刹车安装座4与机轮轴2连接固定，刹车安装座4 通过两个螺栓与机轮轴2连接固定，轮胎6安装于机轮5之上。 [0027] 具体地，本发明的实施例中，复材板簧1的宽度和厚度沿根部(与机身连接端)至稍部(与机轮轴2连接端)逐渐减小，复材板簧1由三部分构成：复材板簧1靠近根部的一段为与机身连接的直线型结构，复材板簧1的中间部分采用圆弧形设计，靠近稍部的一段为与机轮轴2连接的直线型结构。复材板簧1露出机身外部分的横截面采用跑道型变圆角设计，以减少飞行中气动阻力。 [0028] 复材板簧1的具体安装方式为： [0029] 如图4至图6所示，在机身下部设置有框腹板9，框腹板9的下部设置有板簧套筒10，板簧套筒的下部通过三角形的下腹板11进行支撑；在框腹板9、板簧套筒10、下腹板11以及复材板簧11上开设有位置相对应的螺栓孔；板簧套筒10、下腹板11均与机身框连接固定；复材板簧2根部一端插入到板簧套筒10内，复材板簧2通过两组螺栓与板簧套筒10、框腹板9及下腹板11连接固定；复材板簧2伸出板簧套筒10端部的位置通过板簧卡板12和螺栓与板簧套筒10连接固定。板簧卡板12为中部下凹的把手形结构，其两端为带有螺栓孔的固定板，如图4所示。 [0030] 机轮轴2是起落装置重要的过渡连接件，材料选用30CrMnSiA；与复材板簧1的稍部连接固定后，为刹车装置3和机轮5提供安装平台。 [0031] 刹车装置3主要由刹车盘7和卡钳8组成，其中，刹车盘7通过三个螺栓与机轮5连接固定，刹车盘7随机轮转动而转动；卡钳8通过刹车安装座4与机轮轴2连接固定；刹车时，卡钳8与刹车盘7产生剧烈摩擦，同时产生很大的摩擦力矩来阻止机轮5转动，使轮胎6与地面产生很大的摩擦阻力，实现飞机的减速刹车，刹车装置结构示意见图3。 [0032] 本实施例中，机轮5和轮胎6为成品，机轮5材料为铝合金，轮胎6选用5.00‑5 6PR型航空轮胎。 [0033] 本装置的装配过程为： [0034] 复材板簧1在板簧套筒10上安装好后，复材板簧1、机轮轴2和刹车安装座4通过四个螺栓相连接，刹车装置3通过刹车安装座4与机轮轴2连接，轮胎6装于机轮5之上，将装配好轮胎6的机轮5装于机轮轴2上，机轮5一侧与机轮轴2上的凸台侧面相贴合限位，另一侧采用开槽螺母加开口销防松。 [0035] 综上所述，本发明设计的轻质低阻复材板簧式起落装置是轻型飞行器起降的主要承力部件，结构简单，生产制造难度小且拆装方便，安装于轻型通用飞行器既提高了乘员的舒适度，又减轻了飞行器结构重量和飞行气动阻力，同时也提升了飞行器的整体美观性，极大的满足了目前国内外市场的多元化需求，为轻型通用飞行器的发展起到了很好的促进作用。 [0036] 以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。