專利名稱：包括受控收縮行程和回彈緩沖及沖擊超荷保護的起落架裝置的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及一種如下文所示的有降落到粗糙跑道上時用的受控收縮行程和回彈緩沖的起落架裝置。這種起落架裝置是專門設計用于調節象軍用飛機等高性能短距離起飛著陸(簡稱S.T.O.L)型飛機的回彈緩沖力。但這種裝置同樣可用于其他類型的高性能飛機。當然這種起落架裝置最好還包括沖擊超荷保護裝置用來調節著陸時猛烈沖擊的大沖擊力要求。
人們已經從與本發明為同一轉讓人的美國專利4，552，334中悉知，有一種帶有滑行收縮行程旁通閥的起落架裝置，當著陸沖擊完成閥門就立即打開以大大減小或根本消除高緩沖負荷，否則在粗糙的跑道上滑行時可能發生這種負載。然而還需要繼續提供一種更簡單的方法來實現這種受控收縮行程的緩沖。
此外，還需要增加用于S.T.O.L型飛機上所用的起落架裝置的回彈緩沖。由于較高的下降著陸速度(如著陸時向地面的速度)和著陸過程中S.T.O.L型飛機的不同升力性能，S.T.O.L型飛機在著陸過程中回彈的趨勢較大，(如從地面反跳回來)。如果飛機是在粗糙的跑道上起落，這種情況將更為嚴重，跑道粗糙例如是由于暫時修理被炸壞的區域之類引起的。
進一步需要提供一種簡單有效的方法來調節起落架的大沖擊力，在粗糙跑道上著陸的過程中減小猛烈沖擊而對上述的在著陸過程中受控收縮行程與回彈緩沖產生不利影響。
考慮到前述的問題，本發明的主要目的在于提供一種起落架裝置，這種裝置用第一個受測定的小孔面積來控制起落架在著落過程中的受控收縮行程，用比第一個小孔面積小的第二個受測定小孔面積來實現著陸過程中所需的回彈緩沖。
另一目的在于提供一種起落架裝置，此裝置能調節大沖擊力以減小著陸時的猛烈沖擊而不對起落架的受控收縮行程和回彈緩沖產生不利影響。
根據本發明的一個方面，起落架包括一個或多個單向閥組件與一個面積可變的小孔調節桿配合操作以提供在著陸時所需的起落架受控收縮行程。調節桿的形狀制成可提供一個受測定的小孔面積，用以在起落架收縮和延伸時限制其流量，流量根據桿的位置而定。單向閥組件可在起落架收縮時提供補充的有限制的流量，但在起落架伸長時只允許有少量或無回流。相應地，在起落架伸長時，受測小孔面積(實質上只是由調節桿來提供的)比無起落架收縮時更小，這樣可有效地用來產生S.T.O.L型與其他型號飛機所需的回彈緩沖。
根據本發明的另一個方面，起落架裝置還可有一個溢流閥來調節大沖擊力以減小著陸時猛烈沖擊而對起落架的受控收縮行程和回彈緩沖產生不利影響。
為達到所述的和有關的結果，本發明包括下文充分敘述并在權利要求中特別指出的特點，下文的敘述和附圖詳細提出本發明某些例證性的實現方案，這些方案只表示幾種用本發明的原理的不同方法。
在附圖中，
圖1是根據本發明顯示的完全伸展的起落架裝置最佳形式的局部縱向剖面圖;
圖2是與圖1同樣的起落架裝置的局部縱向剖面圖，但顯示在著陸時起落架裝置收縮行程時部分收回的起落架裝置;
圖3是圖2起落架裝置放大的局部縱向剖視圖;
圖4是圖3中起落架裝置沿“4-4”平面的進一步放大的局部橫向剖面圖;
圖5是與圖3同樣的起落架裝置的放大的局部縱向剖視圖，但示示在收縮行程時處于中間位置的起落架裝置，這時溢流閥提供從下活塞腔室到上活塞腔室的液流旁路，以減小猛烈沖擊而不影響起落架裝置的受控收縮行程和回彈緩沖;
圖6也是與圖3同樣的放大的局部縱向剖視圖，但顯示著陸時收縮行程移動到終端的起落架裝置;
圖7是根據本發明的起落架裝置的變換形式一部分的放大的局部縱向剖視圖。
現根據附圖進行描述，首先參見圖1，顯示根據本發明的起落架裝置1最佳形式，它一般由主沖擊撐桿2組成，其中包括用通常的方法將其上端或內側端與機身相連的外套的主缸體3。在外套的主缸體內軸向運動的是向外伸展超出主缸體下端或外端的主撐桿活塞4，在其外側端安裝置一輪子和輪胎部件(未畫出)。主活塞4一般在其收縮長度上是管狀的，其內節流支承管5可相對滑動。節流支承管與外套的主缸體3的內側端相連且同軸地伸入主活塞內，圍繞節流支承管5的外端是與主活塞的內徑(I.D.)動密封裝配的O形密封圈6，以防止流體在它們之間流動。
與節流支承管5的外側端相連的是一包含一活動節流孔環9的節流部件8，通過節流孔環9伸展的是與主活塞4相連并與之一起運動的調節桿10，調節桿10包括許多在其外表面的縱向延伸、周向間隔的槽15，以便在起落架沖擊時使流體在節流孔環9的相反面上下活塞腔室16、17之間流動時提供液壓緩沖的初級控制。例如，如圖3所示，槽15的深度最好沿桿的長度而變化，以便當桿通過節流孔環9時具有不同的節流區，象已有技術那樣在不同的撐桿沖擊位置時，將起落架的動載荷沖擊曲線控制在一定的限度內。
為了適應與S.T.O.L型飛行器的較高下降速度著陸有關的起落架裝置的結構外殼，可以選擇調節桿10沖擊與流動面積的關系，以便在預計的輪胎回跳時減少主沖擊撐桿的垂直載荷，這樣保證得到的合成載荷使起落架裝置沒有損傷。而且，調節桿10可以被制成這樣的，使例如由槽15和節流孔環9之間產生的最大可調節的節流區18，發生在撐桿中相應于通常滑行位置的一點，以消除否則在粗糙的滑道上滑行時可能產生的高緩沖載荷，而并不需要為之有特殊的旁路閥門裝置。
在伸展(拉出行程)和回縮(吸縮行程)時，由調節桿10提供的調節節流區18當然允許在下腔室和上腔室16、17之間有受節制的流量。然而如果根據本發明選擇調節桿節流區18來控制回彈緩沖，這樣的調節桿節流區對提供著落時起落架裝置的收縮行程所需速度是不夠的。由此，為了在起落架收縮時增加這樣的受控流，在從節流環9徑向向外隔開的節流部件8中，最好提供一個或多個單向閥部件20。
在圖1至6顯示的本發明的最佳實施方案中，有二個這樣的單向閥部件20，每個包括與節流部件8的內端相連的舌形閥板21，連接是利用一對帶肩螺栓22，后者允許閥板21在分別阻止和允許流體通過節流部件中相連的流道23的開啟和閉合位置之間的有限運動。正如將明顯看到的那樣，這種單向閥板21允許另外的受控流在起落架收縮時從下活塞腔室16流到上活塞腔室17以補充通過調節桿節流區18的受控流。然而，在起落架伸出時，從上活塞腔室到下活塞腔室的回流產生一負壓使單向閥部件20關閉，允許很少的或不允許回流通過單向閥部件。或者也可以，在一塊或二塊閥板21上開出象圖4中用虛線表示的一個或多個小孔25，允許有限的回流在起落架伸出時通過單向閥部件20，回流比起落架壓縮時通過其中的流量小得多。
如果需要，象圖7中顯示的可移動的節流孔環9'本身也可用作單向閥，以補充或代替起落架收縮時通過單向閥部件20外加的受控流。為此可以提供圖7所示類型的節流部件8'的變型，它包括靠近節流孔環面對著下活塞腔室一面的封閉凸緣30和靠近節流孔環面對上活塞腔室一面的不封閉凸緣31。在起落架收縮時，從下活塞腔室流到上活塞腔室的流體使節流孔環9'向上運動與不封閉的凸緣31接合，如圖7所示，這樣允許繞節流孔環9'的外徑(O.D.)的額外受控流在不封閉的凸緣31中通過軸向槽32。相反地，在起落架伸出時，從上活塞腔室流到下活塞腔室的流體產生一負壓，將節流孔環9'推靠在封閉凸緣30上，允許很少的或不允許回流通過節流孔環的外表面。
兩種情況中，起落架伸出時比超落架收縮時可能有更小的總的受控節流區。這樣大大增加回彈緩沖，因為在伸出起落架的節流支承管5的上端35中，空氣負荷的能力比如果象現在使用的情況在兩個方向上總受控節流區一樣的能力節流要大得多。這空氣流支承管5中的空氣通過在節流支承管內兩端位置之間軸向運動的二級活塞36對在上活塞腔室17中的液流產生作用，分別如圖1和2所示。
除由調節桿10中的深度變化的槽15提供的、用以在滑行時適應跑道崎嶇的所增加的流動區以外或代替它，在調節桿內希望有一個溢流閥部件40，以適應猛烈沖擊所需要的大沖擊要求，這需要比一般著陸沖擊時由調節桿本身所提供的更多的節流旁路。同時，希望溢流閥部件40著陸時在起落架裝置的收縮行程開始部分和收縮結束部分不起作用，因為最佳總載沖擊著陸曲線實現的最好方法是僅利用由單向閥部件20或活動節流孔環9'形成的調節桿10控制和單向閥組件。為此，溢流閥部件40最好包括在調節桿10的鏜孔42內軸向運動的閥門提升頭41，以控制在兩組縱向開設于桿兩側的流體孔45、46之間的液流，流體孔按下述的撐桿沖擊確定溢流閥的工作范圍。在調節桿10中的中心通路47使流體在二組流體孔45、46之間傳送，除非當閥門提升頭41與阻止液流通過通路47的閥座48固定相連。
利用通過彈簧承座50裝在調節桿內的閥彈簧49，使閥門提升頭41偏心與閥座48相連，彈簧承座50可以與鏜孔42外端以螺紋或以其他方式連接。穿過彈簧承座50有一個可容納在內側底部的閥桿52的中心開孔51，并與在靠近外部底端的上活塞腔室17有流體流通，使閥桿可在上活塞腔室內檢測流體壓力。閥門提升頭41中也可以有一個或更多的縱向孔53以防止液流被攔阻在閥門提升頭的后面。
在調節桿10中的流體孔45、46使溢流閥部件40允許液流在預置的壓力降下，只有在起落架裝置1在著陸過程中第一部分壓縮行程完成之后而不是在著陸行程最后部分時繞過節流孔環9。圖1和圖2(和圖3的放大圖)中清楚可見，當起落架在其全伸展位置(圖1)通過著陸行程的第一部分移行到圖2和圖3所示的位置時，兩組流體孔45、46仍在節流孔環9的下面。據此，即使壓力在下活塞腔室16對閥門提升頭41產生作用也足以使閥門提升頭打開，閥門提升頭的流體通路限制在下活塞腔室內。
然而，當起落架收縮行程繼續從圖3的位置至圖5的位置，最上面的流體孔45將移行越過節流孔環9，只要下流體孔46仍在節流環的下面，就通過閥門提升頭從下活塞腔室至上活塞腔室間建立一個可能的流體通道。在起落架裝置行程的中間部分，溢流閥部件40會適應猛烈沖擊對大沖擊力需要。后者在著陸行程中需要比調節桿10(單向閥部件20和/或活動節流孔環9')所提供的液流更大的面積。同時溢流閥40的調定值釋放和液流壓降會適應需要起落架行程大部分的高著陸下降速度。
當起落架在著陸過程中收縮行程繼續從圖5的位置至圖6的位置時，下液流體孔46將穿過節流孔環9從下活塞腔室16到上活塞腔室17，這樣二組流體孔45、46都將在節流孔環的上面，這樣在著陸過程中收縮行程其余部分時將再次切斷上、下活塞腔室間的溢流閥旁流。
如前所述，顯然本發明的起落架裝置提供了一種簡單有效的控制著陸時收縮行程和回彈緩沖的方法，并提供新穎的溢流閥部件，可用來適應減輕猛烈的沖擊所需的大沖擊力要求而不會對受控收縮行程和回彈緩沖產生不良影響。同時，溢流閥部件的工作范圍容易根據起落架收縮行程來選擇，使溢流閥部件只在起落架收縮行程所需范圍內工作，因而無需調節或在起落架設計時進行權衡。
雖然本發明已通過某些最佳實施方案進行描述，但對于技術熟練的人在領會和理解規范方面，可能進行相當的改變和改進。本發明包括所有這類相當改變和改進，并都只受權利要求范圍的限制。
權利要求
1.一種起落架裝置，它包括一主缸體、一個可在所述主缸體內軸向運動的主撐桿活塞、容納在所述缸體內且與所述缸體和活塞限定上下腔室的節流裝置，所述節流裝置包括提供在所述活塞和缸體之間相對運動時在所述上下腔室之間流體通道的節流孔裝置，所述節流孔裝置包括一通過所述節流裝置的開口和一個與所述活塞相連并隨之運動的調節桿，所述調節桿延伸通過在所述節流裝置內的所述開口和包含在所述調節桿內并隨之運動的溢流閥裝置，所述溢流閥裝置包括僅在所述起落架裝置收縮行程中間部分時，對從所述下腔室到所述上腔室的預調定壓降響應提供從所述下腔室通過所述溢流閥裝置到所述上腔室的流體旁流的裝置，和在所述起落架裝置完全伸出時阻止從所述上腔室通過所述溢流閥裝置到所述下腔室的流體旁流的裝置。
2.根據權利要求1所述的起落架裝置，其特征在于，所述溢流閥裝置包括起落時不管從所述下腔室到所述上腔室的壓力降在所述起落架裝置收縮行程的起始部分和結束部分時，阻止從所述下腔室通過所述溢流閥裝置到所述上腔室的流體旁流的裝置。
3.根據權利要求1所述的起落架裝置，其特征在于，所述溢流閥裝置包括通過所述調節桿的側面的縱向開設的、與在所述調節桿內通過道路裝置互相連通的流孔，所述縱向開設的孔之間的相對間隔使僅當所述起落架裝置是在所述起落架裝置運動的中間部分時，所述縱向開設的流孔位于所述節流裝置的相對側，僅當所述縱向隔開開設的流孔是在所述節流裝置對側且從所述下腔室到所述上腔室發生預調定的壓降時和僅在所述起落架裝置的收縮行程的中間部分時提供旁流通過所述通路裝置的閥門提升頭。
4.根據權利要求3所述的起落架裝置，還包括一個在所述通路裝置與所述縱向開設的流孔中間的閥座和使所述閥門提升頭偏心地與所述閥座相連以阻止液流通過所述縱向開設的流孔之間的所述通路裝置的彈簧裝置。
5.根據權利要求3所述的起落架裝置，其特征在于，所述閥門提升頭裝置有在所述下腔室中浸在流體中的第一表面區和在所述上腔室中浸在流體中的、小于所述第一表面區的對面的第二表面區。
6.根據權利要求3所述的起落架裝置，其特征在于，所述縱向開設的流孔之間的間隔是這樣，使著陸時在所述起落架裝置收縮行程起始部分時全部所述流孔與所述下腔室互通，由此著陸時在所述起落架裝置的收縮行程的這個起始部分時所述溢流閥裝置對允許旁流從所述下腔室流到所述上腔室不起作用。
7.根據權利要求3所述的起落架裝置，其特征在于，所述縱向開設的流孔之間的間隔是這樣，使著陸時在所述起落架裝置收縮行程結束部分時全部所述流孔與所述上腔室互通，由此著陸時在所述起落架裝置的收縮行程這一結束部分時所述溢流閥裝置對允許旁流從所述下腔室到所述上腔室不起作用。
8.根據權利要求1所述的起落架裝置，其特征在于，著陸時所述調節桿用所述節流裝置中的所述開口確定一可變面積的節流孔以控制從所述上腔室到所述下腔室液流的速度，以得到所述起落架裝置的所希望的回彈緩沖，所述調節桿的外表面具有許多基本上同樣軸向長度的軸向延伸的槽，所述槽的尺寸沿所述調節桿長度而變化，在所述起落架裝置的不同沖擊位置上通過所述槽提供不同的流體節流孔面積。
9.根據權利要求8所述的起落架裝置，其特征在于，由所述調節桿中的所述槽提供的最大可調節流孔面積在所述起落架裝置運動的中間部分所述起落架裝置的沖擊相應于所述起落架裝置的通常滑行位置的一點處產生。
10.根據權利要求9所述的起落架裝置，其特征在于，由所述調節桿中的所述槽提供的最大可調節的節流孔面積足以消除在不平通道上滑行時可能產生的高緩沖載荷。
11.根據權利要求8所述的起落架裝置，還包括著陸時在所述起落架裝置的收縮行程時提供從所述下腔室到所述上腔室附加液流的單向閥裝置，所述單向閥裝置包括一個舌形閥板安裝在允許附加節流流從所述下腔室通過所述節流裝置中的流道到所述上腔室以在所述起落架裝置收縮時補充受節流量通過所述可變面積的開啟位置，和所述起落架裝置伸出行程中基本上阻止流體從所述上腔室通過所述流道到所述下腔室的關閉位置之間的、有限運動。
12.根據權利要求11所述的起落架裝置，還包括通過所述的舌形閥板允許所述起落架裝置伸出時大大少于所述起落架裝置壓縮時通過所述流道從所述下腔室到所述上腔室的流體的從所述上腔室通過所述流道到所下腔室的節流流的節流孔裝置。
13.根據權利要求11所述的起落架裝置，其特征在于，在所述節流裝置中有許多所述單向閥裝置以在著陸時當所述起落架裝置收縮從所述下腔室到所述上腔室補充流體。
14.根據權利要求8所述的起落架裝置，還包括一在所述節流裝置的所述開口中的節流孔環，所述調節桿延伸過所述節流孔環且確定所述可變面積的節流孔。
15.根據權利要求14所述的起落架裝置，還包括著陸時在所述起落架裝置收縮時，從所述下腔室到所述上腔室提供附加流量的單向閥裝置，所述單向閥裝置包括可在所述起落架裝置收縮時允許節流流繞所述節流孔環的外表面從所述下腔室到所述上腔室的第一位置和在所述起落架裝置伸出時基本上阻止這樣的液流繞所述節流孔環的外表面從所述上腔室到所述下腔室的第二位置之間作軸向運動的所述節流孔環。
16.根據權利要求15所述的起落架裝置，其特征在于，所述節流裝置有一在所述起落架裝置收縮時與所述節流孔環接合的不封閉凸緣以允許這樣的受節液流繞所述節流孔環外表面流動和一個在所述起落架裝置伸出時可與所述節流孔環相接合的、與所述不封閉凸緣軸向隔開的封閉凸緣以基本上阻止流體從所述上腔室繞所述節流孔環的外表面到所述下腔室。
17.根據權利要求16所述的起落架裝置，其特征在于，所述不封閉凸緣具有許多穿過它的與所述節流孔環周圍的余隙空間互通的軸向槽。
全文摘要
起落架裝置(1)包括一面積可變的節流孔(18)以得到著陸時起落架裝置所希望的回彈緩沖和與面積可變的節流孔(18)共同工作的一個或多個單向閥部件(20)以在著陸時提供起落架裝置所希望的受控收縮。而且起落架裝置(1)具有一個僅在起落架裝置(1)收縮行程的中間部分時，在一預調定的壓力降下允許旁流的溢流閥部件(40)以在著陸時減少劇烈沖擊等，且不會對起落架裝置的受控收縮和回彈緩沖有不良影響。
文檔編號B64C25/02GK1041733SQ88107220
公開日1990年5月2日 申請日期1988年10月15日 優先權日1988年10月15日
發明者路易斯·C·赫魯希, 理查·J·溫 申請人:紐摩埃貝克斯公司