опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (варианты) и патронное устройство к ней

Формула изобретения

1. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10), отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере две шарнирные оси (22, 24), установленные с возможностью перемещения относительно друг друга под действием ударной нагрузки, приложенной к опоре полозкового шасси или полозковой хвостовой опоре (10), и патронное устройство (20), включающее в себя корпус (30), имеющий внутреннюю камеру (38) и концевую часть (30е), установленную сочлененной с одной из шарнирных осей (22 или 24), выдвижной поршневой узел (40), установленный во внутренней камере (38) корпуса (30) и имеющей концевую часть (40е), установленную сочлененной с другой шарнирной осью (22 или 24), энергопоглощающее средство (50) для восприятия ударной нагрузки, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s) без изменения определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки меньше некоторого порогового значения, и для поглощения и рассеивания энергии, взаимосвязанной с ударной нагрузкой, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s), за счет изменения упомянутого определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки по меньшей мере равна упомянутому пороговому значению, имеющему определяющий размер (L_c) и расположенному во внутренней камере (38) между обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s), и средство индикации (60) для визуального отображения изменения упомянутого определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50), при этом корпус (30) и выдвижной поршневой узел (40) образуют обращенные друг к другу опорные поверхности (36s, 46s).

2. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10) по п.1, отличающаяся тем, что корпус (30) имеет базовую поверхность (36rs), а корпус (30) и энергопоглощающее средство (50) имеют соосно совмещенные отверстия (52, 70), при этом средство индикации (60) состоит из удлиненной штанги (62) и полки (64), выполненных как одно целое, причем удлиненная штанга (62) расположена в соосно совмещенных отверстиях (52, 70), а полка (64) расположена в сопряжении с энергопоглощающим средством (50) с возможностью выступания удлиненной штанги (62) над базовой поверхностью (36rs) корпуса (30) при упомянутом изменении определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50).

3. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10) по п.2, отличающаяся тем, что изменение определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50) характеризует максимальную деформацию, а на удлиненную штангу (62) нанесена маркировка (80) для отображения упомянутой максимальной деформации и свидетельства о превышении упомянутого порогового значения, когда маркировка (80) является видимой.

4. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10) по п.2, отличающаяся тем, что средство индикации (60) имеет центральный канал (66), проходящий через удлиненную штангу (62) и полку (64), выполненные как одно целое, а корпус (30) имеет внутреннюю направляющую поверхность (30p), при этом выдвижной поршневой узел (40) включает в себя шток (42), проходящий через центральный канал (66), центрирующий элемент (44), механически связанный с штоком (42) и имеющий боковую поверхность (44p), прилегающую со скользящим контактом к внутренней направляющей поверхности (30p) корпуса (30), нажимную втулку (46), надетую на шток (42), расположенную соосно с этим штоком, находящуюся между центрирующим элементом (44) и средством индикации (60) и образующую опорную поверхность (46s) поршневого узла (40).

5. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10) по п.4, отличающаяся тем, что она содержит винтовую пружину (48), расположенную между центрирующим элементом (44) и полкой (64) с распором их и фиксацией средств индикации (60) относительно базовой поверхности (36rs) корпуса (30).

6. Опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора (10), отличающаяся тем, что она предназначена для защиты хвостовой части летательного аппарата и ограничения приходящихся на нее ударных нагрузок и содержит узел крепления (16) опоры полозкового шасси или полозковой хвостовой опоры (10) к хвостовой части летательного аппарата, контактный рычаг (18), шарнирно соединенный с узлом крепления (16) с возможностью поворота вокруг опорной оси (19), причем контактный рычаг (18) имеет возможность поворота вокруг опорной оси (19) под ударной нагрузкой, действующей на опору полозкового шасси или полозковую хвостовую опору (10), при этом узел крепления (16) и контактный рычаг (18) имеют шарнирные оси (22, 24), установленные с возможностью перемещения относительно друг друга при повороте контактного рычага (18), патронное устройство (20), включающее в себя корпус (30), имеющий внутреннюю камеру (38), базовую поверхность (36rs) и концевую часть (30е), установленную сочлененной с одной из шарнирных осей (22 или 24), выдвижной поршневой узел (40), установленный во внутренней камере (38) корпуса (30) и имеющий концевую часть (40е), установленную сочлененной с другой шарнирной осью (22 или 24), энергопоглощающие средства (50) восприятия ударной нагрузки, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s) без изменения определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки меньше некоторого порогового значения, и поглощения и рассеивания энергии, взаимосвязанной с ударной нагрузкой, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s) за счет изменения определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки по меньшей мере равна упомянутому пороговому значению, имеющее определяющий размер (L_c) и расположенное во внутренней камере (38) между обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s), и средство индикации (60), состоящее из удлиненной штанги (62) и полки (64), выполненных как одно целое, причем корпус (30) и выдвижной поршневой узел (40) в совокупности образуют обращенные друг к другу опорные поверхности (36s, 46s), а корпус (30) и энергопоглощающее средство (50) имеют соосно совмещенные отверстия (52, 70), при этом удлиненная штанга (62) расположена в соосно совмещенных отверстиях (52, 70), а полка (64) расположена в сопряжении с энергопоглощающим средством (50) с возможностью выступания удлиненной штанги (62) над базовой поверхностью (36rs) корпуса (30) при упомянутом изменении определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50), причем упомянутое изменение определяющего размера (L_c) отображает величину ударной нагрузки, приложенной к опоре полозкового шасси или полозковой хвостовой опоре (10).

7. Патронное устройство для опоры полозкового шасси или полозковой хвостовой опоры (10), отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере две шарнирные оси (22, 24), установленные с возможностью перемещения относительно друг друга под действием ударной нагрузки, приложенной к опоре полозкового шасси или полозковой хвостовой опоре (10), корпус (30), имеющий внутреннюю камеру (38) и концевую часть (30е), установленную сочлененной с одной из шарнирных осей (22 или 24), выдвижной поршневой узел (40), установленный во внутренней камере (38) корпуса (30) и имеющий концевую часть (40е), установленную сочлененной с другой шарнирной осью (22 или 24), энергопоглощающее средство (50) восприятия ударной нагрузки, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s) без изменения определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки меньше некоторого порогового значения, и поглощения и рассеивания энергии, взаимосвязанной с ударной нагрузкой, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s), за счет изменения упомянутого определяющего размера (L_c), если величина этой ударной нагрузки по меньшей мере равна упомянутому пороговому значению, имеющее определяющий размер (L_c) и расположенное во внутренней камере (38) между обращенными друг к другу опорными поверхностями (36s, 46s), и средство индикации (60) для визуального отображения изменения упомянутого определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50), при этом корпус (30) и выдвижной поршневой узел (40) в совокупности образуют обращенные друг к другу опорные поверхности (36s, 46s), а изменение определяющего размера (L_c) характеризует величину ударной нагрузки, пришедшейся на опору полозкового шасси или полозковую хвостовую опору (10).

8. Патронное устройство (20) по п.7, отличающееся тем, что корпус (30) имеет базовую поверхность (36rs), а корпус (30) и энергопоглощающее средство (50) имеют соосно совмещенные отверстия (52, 70), при этом средство индикации (60) состоит из удлиненной штанги (62) и полки (64), выполненных как одно целое, причем удлиненная штанга (62) расположена в соосно совмещенных отверстиях (52, 70), а полка (64) расположена в сопряжении с энергопоглощающим средством (50) с возможностью выступания удлиненной штанги (62) над базовой поверхностью (36rs) при изменении определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50).

9. Патронное устройство (20) по п.8, отличающееся тем, что изменение определяющего размера (L_c) энергопоглощающего средства (50) характеризует максимальную деформацию, а на удлиненную штангу (62) нанесена маркировка (80) для отображения максимальной деформации и свидетельства о превышении порогового значения в том случае, когда маркировка (80) является видимой.

10. Патронное устройство (20) по п.8, отличающееся тем, что средство индикации (60) имеет центральный канал (66), проходящий через удлиненную штангу (62) и полку (64), выполненные как одно целое, а корпус (30) имеет внутреннюю направляющую поверхность (30p), при этом выдвижной поршневой узел (40) включает в себя шток (42), проходящий через центральный канал (66), центрирующий элемент (44), механически связанный с штоком (42) и имеющий боковую поверхность (44p), прилегающую со скользящим контактом к внутренней направляющей поверхности (30p) корпуса (30), нажимную втулку (46), надетую на шток (42), расположенную соосно с этим штоком, находящуюся между центрирующим элементом (44) и средством индикации (60) и образующую опорную поверхность (46s) поршневого узла (40).

11. Патронное устройство (20) по п.10, отличающееся тем, что оно содержит винтовую пружину (48), расположенную между центрирующим элементом (44) и полкой (64) с распором их и фиксацией средства индикации (60) относительного базовой поверхности (36rs) корпуса (30).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полозковым шасси или хвостовым опорам. В частности, объектом изобретения является опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора, предназначенная для защиты хвостовой части летательного аппарата, и, в частности, опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора, обеспечивающая визуальную индикацию величины ударной нагрузки, приложенной к ней и, следовательно, к хвостовой части летательного аппарата, к которой она крепится.

Известно, что шасси летательного аппарата смягчает воздействие ударных нагрузок на конструкцию летательного аппарата, к которой оно крепится, т.е. на фюзеляж. Разнообразные конструкции шасси обычно классифицируют по типу на энергопоглощающие и полозковые, причем энергопоглощающие шасси при соприкосновении с землей рассеивают значительную часть кинетической энергии летательного аппарата, а полозковые шасси передают реакцию земли непосредственно на силовые элементы фюзеляжа, т.е. шпангоуты, лонжероны и стрингеры таким образом, что рассеивание энергии происходит за счет упругой деформации полозкового шасси и конструкции фюзеляжа, к которой оно крепится. Энергопоглощающее шасси обычно имеет сложную подвижную конструкцию, в которую входит телескопический амортизирующий узел (обычно называемый жидкостно-газовым амортизатором), рассеивающий энергию за счет прямого и обратного перетекания жидкости через отверстия в процессе нагружения шасси, например, после соприкосновения с землей. Полозковое шасси обычно имеет каркас простой рамной конструкции, жестко закрепленный на фюзеляже, представляющий собой простую опорную конструкцию, останавливающую движение летательного аппарата и поддерживающую его после приземления.

В семейство полозковых шасси входят полозковые хвостовые опоры, устанавливаемые в хвостовой части летательного аппарата для ее защиты от повреждений в случае соприкосновения с землей в аварийной ситуации. В конструкцию полозковой хвостовой опоры обычно выходит простой балочный опорный элемент, консольно закрепленный на хвостовой части и работающий как обычный амортизирующий буфер.

Как правило, полозковые шасси и/или полозковые хвостовые опоры применяются на хвостовой балке вертолета, которую нужно поддерживать и/или предохранять от сближения с землей из-за создания опрокидывающего момента рулевым винтом и/или хвостовым редуктором, а также уязвимости хвостовой балки к ударам о землю. Что касается удара о землю, полозковое шасси или хвостовая опора защищает хвостовую балку после приземления и, что более важно, при заходе на посадку, когда хвостовая балка находится близко к земной поверхности.

В зависимости от предназначения вертолета размер, а следовательно, вес хвостовой балки и/или установленной на ней опоры может колебаться в значительных пределах. Например, в вертолетах военного назначения может потребоваться усиление хвостовой балки и/или использование высокопрочного шасси, чтобы вертолет выдерживал перегрузки при приземлении на неровные, неподготовленные посадочные площадки или чтобы обеспечить живучесть в более жестких условиях эксплуатации, например, в боевой обстановке. Как правило, энергопоглощающее шасси в таких случаях предназначено для ослабления предполагаемых высоких ударных нагрузок, превышающих предел прочности конструкции. Такие энергопоглощающие шасси обеспечивают защиту вертолетов от нагрузок во всех расчетных случаях и рассчитаны на повторное применение.

В отличие от военных вертолетов гражданские вертолеты работают в более щадящих условиях эксплуатации и могут не требовать усиления конструкции для восприятия ожидаемых (более низких) ударных нагрузок. В таких случаях, если конструкция фюзеляжа не способна выдерживать такие ударные нагрузки, можно использовать полозковые шасси или хвостовые опоры. Обычно полозковые шасси или полозковые хвостовые опоры обеспечивают запас прочности конструкции вертолета до тех пор, пока поставленные перед вертолетом задачи не потребуют использования энергопоглощающего шасси.

Несмотря на то, что хвостовую балку и установленное на ней полозковое шасси или хвостовую опору желательно проектировать, исходя из необходимости удовлетворения конкретным тактико-техническим требованиям, например, достижения оптимальных весовых характеристик, обеспечения топливной экономичности и достижения заданных характеристик управляемости, практика производства одного типа летательного аппарата в нескольких модификациях показывает, что конструкторы вынуждены идти на некоторые компромиссы. При производстве модификаций с небольшим изменением толщины стенок, направленным на упрочнение или облегчение конструкции, изготовитель несет дополнительные расходы, связанные с дополнительным проектированием, технологической оснасткой, расширением номенклатуры комплектующих и, следовательно, дополнительные накладные расходы. Если такие расходы не окупаются достигнутым приростом тактико-технических данных или если заказчик не желает платить более высокую цену, то выбор делают в пользу одного конкретного тактико-технического требования. Обычно выбирают конструкцию, удовлетворяющую наибольшему числу требований и приемлемую для наиболее широкого круга заказчиков. Соответственно такая конструкция является оптимальной для одной избранной группы заказчиков и неполностью удовлетворяет всех других.

Таким образом, существует потребность в опоре полозкового шасси или хвостовой опоре, удовлетворяющей широкому спектру тактико-технических требований и тем самым приемлемой для более широкого круга заказчиков.

Задачей изобретения является создание опоры полозкового шасси или полозковой хвостовой опоры, защищающей хвостовую часть летательного аппарата и ограничивающей действующие на нее ударные нагрузки с одновременным снижением ее веса.

Следующей задачей изобретения является создание опоры полозкового шасси или полозковой хвостовой опоры, предназначенной для восприятия действующих на хвостовую часть летательного аппарата ударных нагрузок и/или поглощающей и рассеивающей взаимосвязанную с ними энергию.

Еще одной задачей изобретения является разработка конструкции опоры полозкового шасси или полозковой хвостовой опоры, обеспечивающей визуальную индикацию величины ударной нагрузки, пришедшейся на опору полозкового шасси или полозковую хвостовую опору, а следовательно, на хвостовую часть летательного аппарата.

Решением этих и других задач является опора полозкового шасси или полозковая хвостовая опора, имеющая по меньшей мере две шарнирные оси, способные перемещаться относительно друг друга под действием ударной нагрузки, а также патронное устройство, установленное между этими шарнирными осями и сочлененное с ними. Патронное устройство содержит корпус, имеющий внутреннюю камеру и концевую часть, сочлененную с одной из шарнирных осей, выдвижной поршневой узел, установленный во внутренней камере корпуса и имеющий концевую часть, сочлененную с другой шарнирной осью. Корпус и выдвижной поршневой узел в совокупности образуют обращенные друг к другу опорные поверхности, которые примыкают к энергопоглощающему средству, расположенному во внутренней камере между этими опорными поверхностями, и передают на него нагрузки. Энергопоглощающее средство предназначено для восприятия ударной нагрузки, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями, без изменения определяющего размера, если величина этой ударной нагрузки меньше некоторого порогового значения. Кроме того, энергопоглощающее средство предназначено для поглощения и рассеивания энергии, взаимосвязанной с ударной нагрузкой, передаваемой на него обращенными друг к другу опорными поверхностями, за счет изменения этого определяющего размера, если величина ударной нагрузки по меньшей мере равна пороговому значению. Патронное устройство содержит также средство индикации, предназначенное для визуального отображения изменения определяющего размера энергопоглощающего средства. Изменение определяющего размера характеризует величину ударной нагрузки, пришедшейся на опору полозкового шасси или полозковую хвостовую опору, а следовательно, на хвостовую часть летательного аппарата.

Для более глубокого понимания сущности настоящего изобретения, его отличительных особенностей и достоинств ниже приведено подробное описание изобретения со ссылками на следующие чертежи:

фиг. 1 - схематический вид сбоку хвостовой балки вертолета с установленной на нее предложенной в изобретении полозковой хвостовой опорой;

фиг. 2а и 2b - виды сбоку и снизу полозковой хвостовой опоры, включающей в себя узел крепления, контактный рычаг, шарнирно закрепленный на узле крепления, и патронное устройство, сочлененное с узлом крепления и контактным рычагом;

фиг. 3а - местный вид сбоку полозковой хвостовой опоры, на котором патронное устройство представлено в разрезе для иллюстрации его составных частей и их взаимного расположения;

фиг. 3b - перспективное изображение патронного устройства, показанного на фиг. 3а, с пространственным разделением деталей;

фиг. 4а - 4с показывают полозковую хвостовую опору в нормальном и энергопоглощающем режимах работы, включая средство индикации величины ударной нагрузки, пришедшейся на полозковую хвостовую опору, и хвостовую балку, на которой хвостовая опора установлена;

фиг. 5 иллюстрирует альтернативный вариант изобретения, согласно которому в патронном устройстве вместо центрирующего элемента и нажимной втулки применен цилиндрический колпачок.

Для пояснения данного описания использованы чертежи, где соответствующие или подобные элементы конструкции обозначены на различных фигурах одними и теми же ссылочными номерами. На фиг. 1 представлена хвостовая балка 8 вертолета, имеющая предложенную в изобретении полозковую хвостовую опору 10, установленную на ее нижней части. Полозковая хвостовая опора 10 служит для защиты хвостовой балки 8 вертолета и ограничения ударных нагрузок в случае воздействия на нее таких нагрузок во время приземления и особенно во время захода на посадку с торможением, когда хвостовая балка 8 находится вблизи земной поверхности 12. Кроме того, полозковая хвостовая опора 10 обеспечивает визуальную индикацию величины ударной нагрузки, воздействовавшей на нее и, следовательно, на хвостовую балку 8, к которой она прикреплена.

Как показано на фиг. 2а и 2b, полозковая хвостовая опора 10 включает в себя узел крепления 16, посредством которого она крепится к нижней части хвостовой балки 8, контактный рычаг 18 и патронное устройство 20. Контактный рычаг 18 шарнирно установлен на узле крепления 16 так, чтобы при восприятии ударной нагрузки, действующей на опору полозкового шасси или хвостовую опору 10, контактный рычаг мог повернуться относительно опорной оси 19. Патронное устройство 20 расположено между узлом крепления 16 и контактным рычагом 18 и шарнирно сочленено с узлом крепления 16 и контактным рычагом 18 посредством шарнирных осей 22 и 24 соответственно, способных перемещаться относительно друг друга при повороте контактного рычага 18. В зависимости от величины, приложенной к контактному рычагу 18 ударной нагрузки, патронное устройство 20 может быть нераздвижным - в том случае, когда величина ударной нагрузки ниже некоторого порогового значения, и раздвижным - в том случае, когда величина ударной нагрузки по меньшей мере равна этому пороговому значению. Перед рассмотрением принципа действия полозковой хвостовой опоры 10 и ее кинематической схемы приведено подробное описание конструкции патронного устройства 20.

Как показано на фиг. 3а и 3b, патронное устройство 20 включает в себя корпус 30 и выдвижной поршневой узел 40, концевые части 30e и 40e которого выполнены специально для шарнирного сочленения с контактным рычагом 18 и узлом крепления 16 соответственно. Корпус 30 состоит, в частности, из гильзы 34 цилиндрической формы и торцевой крышки 36, которые в соединении друг с другом ограничивают внутреннюю камеру 38. Выдвижной поршневой узел 40 располагается во внутренней камере 38 и может совершать в ней возвратно-поступательные движения при движении осей 22 и 24 относительно друг друга. Кроме того, поршневой узел 40 содержит двусторонний шток 42, установленный в сочленении с центрирующим элементом 44, нажимной втулкой 46 и винтовой пружиной 48. Перед рассмотрением каждой детали поршневого узла 40 далее следует описание других составляющих частей патронного устройства 20, излагаемое с целью пояснения механизма взаимодействия этих составляющих частей с поршневым узлом 40.

Патронное устройство 20 также содержит энергопоглощающее средство 50 и средство индикации 60, расположенные во внутренней камере 38 между обращенными друг к другу опорными поверхностями 36s и 46s, имеющимися на торцевой крышке 36 корпуса и нажимной втулке 46 соответственно. Энергопоглощающее средство 50 предпочтительно выполнено из материала, который способен воспринимать действующую на контактный рычаг 18 ударную нагрузку, если ее величина ниже некоторого порогового значения, и который поглощает и рассеивает энергию, взаимосвязанную с ударной нагрузкой, если величина ударной нагрузки равна этому пороговому значению. Более привычным техническим термином, характеризующим такое переходное состояние материала, является прочность материала на смятие, при этом если напряжения в материале, вызванные действием внешней нагрузки, достигают уровня прочности материала на смятие, развивается пластическая деформация этого материала, сопровождающаяся соответственно поглощением энергии внутри материала. В рассматриваемом варианте изобретения энергопоглощающим средством 50 является сотовый заполнитель с прочностью на смятие, примерно соответствующей напряжению 30,3 10⁶ H/м² (4400 фунт-силы/дюйм²). Подобные сотовые материалы поставляются на рынок корпорацией Hexcell Corporation (США, штат Калифорния, Дублин).

Средство индикации 60 состоит из удлиненной штанги 62 и полки 64, выполненных как одно целое, пpи этом через средство индикации 60 проходит центральный канал 66. Штанга 62 вставлена в энергопоглощающее средство 50 с возможностью скользящего движения через соосно совмещенные отверстия 52 и 70, выполненные в энергопоглощающем средстве 50 и торцевой крышке 36 корпуса соответственно. Длина штанги 62 в предпочтительном варианте является достаточной для того, чтобы торцевая часть 62e штанги располагалась примерно на уровне базовой поверхности 36rs торцевой крышки 36 корпуса.

Шток 42 поршневого узла 40 расположен в центральном канале 66 средства индикации 60 и механически связан с центрирующим элементом 44 обычным способом, например посредством гайки 49. Центрирующий элемент 44 имеет боковую поверхность 44p, прилегающую к внутренней направляющей поверхности 30p корпуса 30 так, что центрирующий элемент 44 может, двигаясь поступательно, скользить внутри корпуса. Нажимная втулка 46 надета поверх штока 42, располагаясь соосно с ним, и находится между центрирующим элементом 44 и полкой 64 средства индикации 60. Соответственно различные составные части патронного устройства, т. е. центрирующий элемент 44, нажимная втулка 46, средство индикации 60 и энергопоглощающее средство 50, надеты на шток 42 поршневого узла, прилегая друг к другу.

На фиг. 4а и 4b полозковая хвостовая опора 10 показана в нормальном и энергопоглощающем режимах работы. Хвостовая опора работает в нормальном режиме, когда приложенная к контактному рычагу 18 ударная нагрузка l_L имеет значение, меньшее некоторого порогового значения, а в энергопоглощающем режиме - когда ударная нагрузка l_L по меньшей мере равна этому пороговому значению. Пороговое значение ударной нагрузки определяется запасом прочности конструкции хвостовой балки 8 и может рассматриваться как предельная нагрузка, превышение которой может привести к повреждению конструкции хвостовой балки 8. Значимость порогового значения ударной нагрузки наглядно поясняется ниже.

В нормальном режиме работы (см. фиг. 4а) ударная нагрузка l_L меньше порогового значения, и полозковая хвостовая опора 10 работает как обычный буфер, защищая нижнюю часть хвостовой балки 8. В этом режиме работы действующая на контактный рычаг 18 ударная нагрузка l_L передается на энергопоглощающее средство 50 через обращенные друг к другу опорные поверхности 36s, 46s (см. фиг. 3а). Ударная нагрузка l_L, приложенная к патронному устройству 20 через контактный рычаг 18, создает в материале энергопоглощающего средства 50 напряжения, меньшие, чем его прочность на смятие. Поэтому энергопоглощающее средство 50 воспринимает ударную нагрузку l_L без изменения своего определяющего размера L_c, т.е. длины. Соответственно патронное устройство 20 работает как жесткое звено силовой цепи и препятствует повороту контактного рычага 18 относительно его опорной оси 19. Кроме того, положение средства индикации 60 по отношению к корпусу 30 остается неизменным. Ударная нагрузка l_L передается на хвостовую балку 8 и воспринимается элементами ее внутреннего силового набора, например стрингерами, лонжеронами, шпангоутами и т.д.

В энергопоглощающем режиме (см. фиг. 4b) ударная нагрузка l_L по меньшей мере равна пороговому значению. В этом режиме полозковая хвостовая опора 10 полностью или частично поглощает и рассеивает взаимосвязанную с ударной нагрузкой энергию, тем самым предотвращая повреждения хвостовой балки 8 или уменьшая их тяжесть. В частности, действующая на контактный рычаг 18 ударная нагрузка l_L вызывает пластическую деформацию энергопоглощающего средства 50, т. е. изменение его определяющего размера L_c до размера L_e, вследствие чего патронное устройство 20 раздвигается, и происходит поворот контактного рычага 18 вокруг его опорной оси 19. Энергопоглощающее средство 50 поглощает и рассеивает взаимосвязанную с ударной нагрузкой l_L энергию, но при условии, что его деформация по длине не превысила максимального значения. Деформация энергопоглощающего средства 50 предпочтительно протекает равномерно с поддержанием ударной нагрузки l_L на постоянном уровне, т.е. на уровне порогового значения, что обеспечивает наиболее полную защиту хвостовой балки 8.

Одновременно с деформацией энергопоглощающего средства 50 примыкающее к нему средство индикации 60 смещается на расстояние L_e, равное изменению определяющего размера L_c, или пластической деформации энергопоглощающего средства 50. Соответственно удлиненная штанга 62 выступает своим торцом из базовой поверхности 36rs, обеспечивая визуальную индикацию достижения величины ударной нагрузки l_L порогового значения. В предпочтительном варианте, на удлиненную штангу 62 нанесена маркировка 80 (см. фиг. 3b), дополнительно обеспечивающая индикацию полной деформации энергопоглощающего средства 50.

По состоянию средства индикации 60 технический персонал может сделать вывод о срабатывании патронного устройства 20 в энергопоглощающем режиме и о возможности того, что пришедшаяся на хвостовую балку 8 и/или полозковую хвостовую опору 10 ударная нагрузка достигла уровня повреждающей нагрузки. Если удлиненная штанга 62 выступила из базовой поверхности, но маркировка 80 при этом не появилась, т.е. осталась скрытой под базовой поверхностью 36rs, это свидетельствует о том, что хвостовая балка не подверглась воздействию повреждающей нагрузки. Другими словами, величина ударной нагрузки l_L достигла порогового значения, но не превысила его, поэтому переданная на хвостовую балку 8 нагрузка не была повреждающей. В этом случае для приведения патронного устройства 20 в состояние готовности к последующему применению технический персонал проводит замену энергопоглощающего средства 50. Если же удлиненная штанга 62 выступила из базовой поверхности настолько, что маркировка 80 стала видимой, т.е. появилась над базовой поверхностью 36rs, это свидетельствует о том, что хвостовая балка 8 и/или полозковая хвостовая опора 10 могли испытать воздействие повреждающей нагрузки, что является основанием для проведения серьезного исследования их технического состояния. Другими словами, максимальная деформация энергопоглощающего средства 50 является признаком, указывающим на возможность того, что хвостовая балка 8 подверглась воздействию нагрузки, величина которой превышает пороговое значение, и на возможную потребность в ремонте и техническом обслуживании.

Как показано на фиг. 4с, винтовая пружина 48 постоянно поджимает полку 64 средства индикации 60 для того, чтобы после воздействия ударной нагрузки удлиненная штанга 62 осталась в своем выдвинутом положении. Это означает, что пружина 48 препятствует разъединению средства индикации 60 и энергопоглощающего средства 50 или смещению средства индикации 60 относительно энергопоглощающего средства 50, а значит - торцевой крышки 36 корпуса.

В рассматриваемом варианте изобретения пороговое значение нагрузки примерно равно 4000 фунт-силы (17793 Н), а прочность энергопоглощающего средства 50 на смятие примерно соответствует напряжению 30,3 10⁶ H/м² (4400 фунт-силы/дюйм²). Вместе с тем следует понимать, что такие критерии сохранения прочности конструкции и свойства материалов находятся в зависимости от тактико-технических характеристик, например безопасной скорости снижения, и материалов, из которых изготовлены хвостовая балка 8 и полозковая хвостовая опора 10. Кроме того, потребная прочность энергопоглощающего средства 50 на смятие зависит от конкретной геометрической схемы полозковой хвостовой опоры 10, которая может иметь различные характеристики, например, длину контактного рычага 18, расстояние от хвостовой балки до осей 19, 24 и размер корпуса.

Как было отмечено при рассмотрении предшествующего уровня техники, существующие конструкции шасси обеспечивают избыточный уровень защиты конструкции летательного аппарата, который зависит от предъявляемых к нему тактико-технических требований. Энергопоглощающее шасси, обеспечивающее избыточный уровень защиты конструкции летательного аппарата, обычно разрабатывается для применения на военных вертолетах, которые должны быть рассчитаны на высокие посадочные ударные нагрузки, хотя посадки с такими нагрузками случаются редко. Кроме того, для восприятия более высоких ожидаемых нагрузок у военных вертолетов усиливают хвостовую балку. На гражданских вертолетах, для которых вероятность касания земли хвостовой балкой гораздо ниже, чем для военных вертолетов, но избыточный уровень защиты конструкции вертолета, тем не менее, желательно обеспечить, могут применяться полозковые шасси или полозковые хвостовые опоры. Сравнение гражданских и военных модификаций одного и того же типа вертолета показывает, что гражданские модификации могут иметь существенно облегченную хвостовую балку, но при этом прочность такой балки будет недостаточной для выполнения боевых задач.

Предложенная в настоящем изобретении полозковая хвостовая опора 10 обеспечивает промежуточный уровень защиты, которая позволяет использовать хвостовую балку 8, сопоставимую по прочности и весу с хвостовыми балками гражданских вертолетов, но которая при этом находит применение на военных модификациях таких вертолетов. Предложенная полозковая хвостовая опора 10 имеет два режима работы, что делает ее функционально эквивалентной энергопоглощающему шасси и традиционной полозковой хвостовой опоре. Кроме того, предложенная полозковая хвостовая опора 10 содержит средство индикации 60, по состоянию которого обслуживающий персонал может сделать заключение о необходимости проведения исследования технического состояния и ремонта. Применение в предложенной полозковой хвостовой опоре энергопоглощающего средства 50 повышает по сравнению с обычной полозковой хвостовой опорой устойчивость конструкции к повреждениям, а применение средства индикации 60 обеспечивает обслуживающий персонал информацией о величине ударной нагрузки l_L, пришедшейся на хвостовую опору. Надлежащее использование такой информации обеспечивает безопасность эксплуатации вертолета в пределах ограничений по прочности конструкции.

Уменьшение веса хвостовой балки 8 повышает управляемость вертолета и его топливную экономичность. Что касается управляемости, то за счет облегчения хвостовой балки 8 уменьшается момент инерции вертолета относительно его поперечной оси, что делает вертолет более маневренным и легким в управлении. Что касается топливной экономичности, то известно, что даже небольшой выигрыш в весе, порядка нескольких фунтов, в масштабах массовой эксплуатации может привести к значительной экономии финансовых средств за счет снижения расхода топлива. Унификация технологической оснастки и комплектующих также ведет к снижению затрат, что снижает постоянные затраты и, следовательно, постоянные накладные расходы.

В рассмотренном варианте изобретения оси 22, 24 шарниров полозковой хвостовой опоры 10 при ее нагружении движутся друг от друга, для чего патронное устройство 20 должно раздвигаться. Однако очевидным является то, что замысел настоящего изобретения в равной степени применим к шасси соосной или других конфигураций, в которых оси, или шарнирные оси, движутся вместе. В таком варианте патронное устройство может быть выполнено подламывающимся, при этом поршневой узел выдавливал бы удлиненную штангу через второе отверстие в корпусе, расположенное с противоположной стороны от первого отверстия, через которое проходит шток поршневого узла.

В предпочтительном случае энергопоглощающее средство 50 представляет собой сминаемый сотовый заполнитель, однако вместо него могут быть использованы другие материалы и/или энергопоглощающие устройства. К примеру, для поглощения и рассеивания взаимосвязанной с ударной нагрузкой энергии могут быть использованы сминаемые вспененные металлические материалы или подламывающиеся трубы, например производимые компанией Alcan International Ltd (Канада, провинция Онтарио).

В описании было указано, что средство индикации 60 состоит из удлиненной штанги 62 и составляющей с ней одно целое полки 64, однако следует понимать, что средство индикации может быть представлено в других вариантах. Например, средство индикации 60 может включать в себя прозрачное смотровое окно, выполненное в корпусе для обеспечения возможности визуального определения степени деформации энергопоглощающего средства. Кроме того, удлиненная штанга 62 не должна обязательно быть расположена соосно по отношению к штоку поршневого узла, а может располагаться во втором отверстии, выполненном в корпусе и/или энергопоглощающем средстве.

Рассмотренная в описании маркировка 80, нанесенная на удлиненную штангу 62, обеспечивает по существу визуальную сигнализацию изменения состояния энергопоглощающего средства, т.е. на вопрос, превысила ли величина ударной нагрузки пороговое значение, маркировка дает либо положительный, либо отрицательный ответ. Вместе с тем может быть предусмотрена более информативная визуальная индикация. К примеру, материал энергопоглощающего средства может иметь переменную по длине плотность, т.е. прочность на смятие, с тем чтобы по мере поворота контактного рычага 18 вокруг его опорной оси 19 воспринимать все более возрастающую нагрузку. Соответственно в таком случае нанесенная на удлиненную штангу 62 маркировка может обеспечивать визуальное отображение приблизительной величины ударной нагрузки, пришедшейся на хвостовую опору.

Несмотря на то что поршневой узел 40 предложенной в изобретении полозковой хвостовой опоры включает в себя центрирующий элемент 44, который направляет шток 42 в корпусе 30, и нажимную втулку 46, упирающуюся в средство индикации 60, следует понимать, что центрирование штока 42 и выталкивание средства индикации 60 может осуществляться посредством цельной конструкции. Например, может быть применен открытый цилиндрический колпачок 90 типа изображенного на фиг. 5. Периферийные поверхности 92 такого колпачка могут направлять шток внутри корпуса, а торец колпачка является опорной поверхностью 94, воздействующей на полку средства индикации. В таком варианте внутри колпачка 92 установлена винтовая пружина 48, препятствующая смещению средства индикации после деформирования энергопоглощающего средства.

Настоящее изобретение описано и представлено на чертежах в характерных вариантах его осуществления, однако для специалиста должно быть понятно, что совокупность признаков изобретения может быть изменена, сужена или расширена согласно данному описанию или иным образом, но при условии, что такие изменения должны вписываться в замысел изобретения и не нарушать испрашиваемый объем правовой охраны.