[发明专利]起落架驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于使飞行器起落架的一个或更多个轮旋转以在着陆之前进行自旋加快和/或进行地面滑行的驱动系统。

背景技术

飞行器需要在飞机场上的各地点之间进行地面滑行。一个示例为跑道与飞行器的乘客上飞行器或下飞行器的位置(例如，登机口)之间的滑行。通常，这种滑行通过使用来自飞行器的发动机的推力向前推进飞行器使得起落架轮发生旋转来实现。由于地面滑行速度必需相对较低，因此发动机必须以非常低的功率运行。这意味着：由于这种低功率下的低推进效率而使得存在相对较高的燃料消耗。这导致了机场周围局部大气污染和噪音污染的程度增加。此外，即使当发动机以低功率运行，通常仍需要应用轮制动器来限制地面滑行速度，从而导致制动器的高度磨损。

使用民用飞行器的主发动机使民用飞行器进行例如远离登机口的倒行是不被允许的。当必需倒行时或者在不能够实施经由主发动机推力的地面滑行的其他情况下，使用拖吊车来调动飞行器四处移动。这个过程是费力且成本高昂的。

因此，需要一种驱动系统在地面滑行操作期间向飞行器起落架的轮提供动力。还需要在着陆之前使用这种驱动系统来对轮进行预自旋，使得轮在着地时已经以其初始着陆速度或接近该着陆速度自旋。这种预着陆自旋加快被认为可以减小着陆时的轮胎磨损，并且可以减小着陆期间传输至起落架的载荷。

近年来，已经提出了用于在飞行器处于地面上的同时驱动轮以及在着陆之前使轮自旋加快的若干个自主的地面滑行系统。US2006/0065779中公开了一个示例，其提出了一种被供以动力的前飞行器轮系统，在该飞行器轮系统中，使用离合器来在轮可以自由地自旋的模式与轮可以由电马达驱动的模式之间进行切换。离合器还可以操作成使马达能够在着陆之前对轮进行预自旋。

这种现有技术的系统通常被限制于前起落架，因为其占据太多的空间而不能够结合到主起落架中，主起落架中轮周围的大部分空间被制动系统占据。然而，前起落架在地面滑行操作期间仅支承整体上由起落架支承的竖向载荷的一小部分载荷(飞行器重量的大约5％)。因此，被驱动的前起落架轮与地面之间存在的牵引力可能不足以进行可靠的飞行器地面滑行。这在飞行器的重心朝向其尾部极限时以及在地表面光滑时特别紧要。

WO2011/023505中描述了不限于前起落架的现有技术布置。所公开的系统使用致动器来将从动的带齿小齿轮移入及移出与轮上的带齿环形齿轮的驱动接合。该系统限于地面滑行操作。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统，该驱动系统包括能够操作成经由第一驱动路径使第一驱动小齿轮旋转的马达以及适于固定至轮的从动齿轮，其中，该驱动系统具有第一构型，在第一构型中，第一驱动小齿轮能够与从动齿轮啮合(即，能够与从动齿轮驱动接合)以允许马达经由第一驱动路径驱动从动齿轮，并且其中，第一驱动小齿轮和从动齿轮中的一者包括第一链轮，第一驱动小齿轮和从动齿轮中的另一者包括设置成两排或更多排的一系列滚子，每排滚子均设置成形成圈，每个滚子均能够分别绕距第一驱动小齿轮或从动齿轮的旋转轴线固定距离(且大致平行于所述旋转轴线)的滚子轴线旋转。

经由链轮和设置成圈的一系列滚子实现马达-轮连接的关键优势在于，这种机构本身比较坚固并且可容忍环境污染。因此，可能并非必须将驱动系统封装在壳体内来防止碎片和其他污染物的进入。与之相比，例如WO2011/023505中公开的驱动系统布置之类的采取啮合带齿齿轮的驱动系统布置必须适当地避免污染物，所需的保护壳体增加了重量和费用并且使常规检查困难。

链轮-滚子布置的另一优势在于，其比啮合带齿齿轮布置更加耐受轮变形以及小齿轮与从动齿轮之间的未对准。起落架轮在地面滑行期间受到高载荷及所产生的变形，并且固定至轮的从动齿轮将响应于这种轮变形而不可避免地变形。啮合带齿齿轮对这种变形不耐受并且典型的带齿轮辋齿轮可能需要经由轴承、柔性界面或者类似物而与轮隔离。与之相比，本发明的链轮和滚子布置在没有这种修改的情况下能够容忍变形。

在第一构型中，每排链轮齿能够与相应的成排滚子啮合。就给定节距(pitch)的链轮而言，可应用的载荷将是有限的，因此，增加同轴链轮和同轴滚子圈的数目增加了接合的额定载荷。