一种能源冗余气动式起落架收放系统技术方案

一种能源冗余气动式起落架收放系统，属于起落架收放系统技术领域。本实用新型专利技术提供了一种能源冗余气动式起落架收放系统，适用于无人飞行器的“冷气+燃气”能源冗余气动式起落架收放，本实用新型专利技术中，折叠收起由地面人员手动完成；在飞行降落阶段，冷气能源作为主份能源，可在5s内完成起落架收放系统的全部打开动作；当冷气能源泄漏或失效时，燃气能源作为应急备份能源应急启动工作，快速将起落架系统打开，确保飞行器可靠降落。本实用新型专利技术的主要优点是系统组成简单，结构紧凑体积小，重量轻，控制环节较少，系统功耗低，展开动作时间短，能够适应严酷的飞行环境条件，具有较高的可靠性。

An Energy Redundant Pneumatic Landing Gear Receiving and Placing System

【技术实现步骤摘要】
一种能源冗余气动式起落架收放系统
本技术涉及一种能源冗余气动式起落架收放系统，属于起落架收放系统

技术介绍
起落架收放系统是飞机或无人机等飞行器中非常重要的控制系统。其主要功能是控制起落架及舱门的折叠收起、展开保持，确保飞机能够可靠起飞与降落。民航飞机、军用飞机或大型无人机采用的起落架收放系统通常有以下特点：1)采用液压能源控制驱动，系统构成复杂，体积重量较大。2)常规起落架收放系统初级能源为电能，由电机-液压泵转换为液压能源，功耗较高；3)舱门-起落架的顺序打开通常有液压电磁换向阀来控制。这种常规起落架控制系统的技术方案，其重量重，体积大，功耗高，控制复杂，不适用紧凑型无人飞行器。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种能源冗余气动式起落架收放系统，适用于无人飞行器的“冷气+燃气”能源冗余气动式起落架收放，本技术中，折叠收起由地面人员手动完成；在飞行降落阶段，冷气能源作为主份能源，可在5s内完成起落架收放系统的全部打开动作；当冷气能源泄漏或失效时，燃气能源作为应急备份能源应急启动工作，快速将起落架系统打开，确保飞行器可靠降落。本技术的技术解决方案是：一种能源冗余气动式起落架收放系统，包括气瓶、常闭式气路开关、上位锁、主起落架舱门作动筒、主起落架作动筒、前起落架舱门作动筒、前起落架作动筒和协调活门；所述气瓶出口端连接常闭式气路开关的一端，常闭式气路开关的另一端并联有两个主起落架支路组和一个前起落架支路组；所述主起落架支路组包括一条主起落架支路和一条主起落架副支路，所述主起落架支路上连有一个上位锁和主起落架舱门作动筒，所述主起落架支路的上位锁的出口端连接所述主起落架舱门作动筒，所述主起落架舱门作动筒的出口端机械连接位于主起落架副支路上的协调活门；所述主起落架副支路上连有一个协调活门、一个上位锁和主起落架作动筒，所述主起落架副支路上的协调活门的出口端连接所述主起落架副支路上的上位锁，所述主起落架副支路上的上位锁的出口端连接所述主起落架作动筒；所述前起落架支路组包括一条前起落架支路和一条前起落架副支路，所述前起落架支路连有一个上位锁和前起落架舱门作动筒，所述前起落架支路上的上位锁的出口端连接所述前起落架舱门作动筒，所述前起落架舱门作动筒的出口端机械连接位于前起落架副支路上的协调活门；所述前起落架副支路上连有一个协调活门、一个上位锁和前起落架作动筒，所述前起落架副支路上的协调活门的出口端连接所述前起落架副支路上的上位锁，所述前起落架副支路上的上位锁的出口端连接所述前起落架作动筒。进一步地，所述主起落架支路和前起落架支路上的上位锁均有两个，且所述主起落架支路和前起落架支路上的两个上位锁在各自支路上顺序连接。进一步地，所述前起落架支路上的前起落架舱门作动筒有两个，且前起落架支路上的两个前起落架舱门作动筒在各自支路上顺序连接。进一步地，所述主起落架支路组和前起落架支路组上的上位锁、主起落架舱门作动筒、主起落架作动筒、前起落架舱门作动筒和前起落架作动筒均连接有用于各自支路的气路出现故障时的气源补充的燃气发生器。进一步地，所述常闭式气路开关为电爆阀。进一步地，所述电爆阀有两个，并联连接在气瓶的出口端。进一步地，所述常闭式气路开关的另一端连接过滤器，所述过滤器的出口端连接限流阀，所述限流阀的出口端连接各个支路。本技术与现有技术相比的优点在于：1)落压式气动系统方案本技术起落架收放系统采用“落压式”气动系统技术方案，即系统中无压力控制元件，电爆阀接受到控制信号开启后，高压气源直接驱动各个上位锁、作动筒快速完成动作到位，完成舱门与起落架的展开；系统压力随着各个部件顺序动作而降低，系统最终的稳定压力由初始充气状态、系统总容积以及热交换状态决定；飞行器落地后，需要人工收回起落架并手动闭合舱门。2)应急燃气能源冗余设计为了避免冷气气源在起落架打开前发生泄漏或失效，本技术设计了燃气备份能源。具体方法是对每个上位锁与作动筒配置一个燃气发生器；各个燃气源独立工作，且燃气气路与冷气气路相互隔离。燃气源点火后，可快速驱动各个执行部件完成预定动作。3)采用机械触发式协调活门确保顺序动作本技术采用机械触发协调活门替代电磁换向阀的功能，来实现舱门作动筒与起落架作动筒的顺序动作；协调活门安装在舱门作动筒上，当舱门作动筒的活塞运动到位后，将触发协调活门，使上下游气路连通，进一步打开起落架作动筒，完成顺序动作。4)双电爆阀冗余设计为了确保高压气源能够承受严苛飞行环境条件，并保证长期可靠密封，本技术采用两个电爆阀冗余设计作为气源的开关元件；电爆阀密封可靠，响应快。两个电爆管并联使用，可进一步提高气源开启的可靠性。5)系统低功耗设计系统中需要供电的部件仅有电爆阀、燃气发生器、压力传感器，且电爆阀、燃气发生器为脉冲信号；因此本技术涉及的起落架收放系统电源功耗极低，适用于各种能源紧张的空天飞机、长航时无人机等飞行器。6)紧凑性系统结构相对于液压控制系统来说，气动系统能源具有结构紧凑轻便，执行单机小巧，重量轻特点；本技术采用落压式气动方案，不使用减压器等压力控制元件，进一步降低了结构重量，提高了系统可靠性。附图说明图1为本技术起落架收放系统示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细说明。如图1所示，能源冗余气动式起落架收放系统由气瓶1、充气嘴2、压力传感器3、电爆阀4、过滤器5、上位锁6、主起落架舱门作动筒7、主起落架作动筒8、前起落架舱门作动筒9、前起落架作动筒10、协调活门11、燃气发生器12、限流阀13组成。气瓶1用于贮存高压气体，充气压力10～24MPa，气瓶的体积由具体工作指标确定；充气嘴2用于向气瓶填充高压气体，系统工作完成后用于释放多余气体；压力传感器3用于测量气瓶压力的变化情况；本系统中，有2台电爆阀4并联设置，作为高压气瓶的开关元件，在系统不工作时确保可靠密封，系统工作时提高开启冗余度；过滤器5用于过滤气路中多余物；限流阀13起到节流作用，避免电爆阀4瞬间开启时，高压气源对下游的部件造成过大的压力冲击。每个上位锁6以及各个作动筒均配备有各自独立的燃气发生器12。限流阀13可通过调节节流孔的大小，来改变限流效果，进行系统匹配。高压气体经过限流阀13之后，一路气体依次顺序通过2个前起落架舱门的上位锁6，然后同时进入2个前起落架舱门作动筒9，迅速打开前起落架舱门。前起落架舱门作动筒9的活塞运动到行程末端时，将机械触发协调活门11使其打开，进而使来自气源的高压气体流入前起落架的上位锁6使其打开，然后再进入前起落架作动筒10使其开始工作，最终完全打开前起落架。通过限流阀13之后的另外2路高压气体，依次4个主起落架舱门的上位锁6，然后同时进入2个主起落架舱门作动筒7，迅速打开两个主起落架舱门。主起落架舱门作动筒7的活塞运动到行程末端时，将机械触发协调活门11使其打开，进而使来自气源的高压气体流入主起落架的上位锁6使其打开，然后再进入主起落架作动筒8使其开始工作，最终完全打开前起落架。若气瓶1泄漏或损坏、电爆阀4未可靠打开、管路或元件泄漏等情况意外发生时，应急燃气能源将启动工作。即：每个上位锁6以及各个作动筒均配备的燃气发生器12按照既定的时序点火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能源冗余气动式起落架收放系统，其特征在于：包括气瓶(1)、常闭式气路开关(4)、上位锁(6)、主起落架舱门作动筒(7)、主起落架作动筒(8)、前起落架舱门作动筒(9)、前起落架作动筒(10)和协调活门(11)；所述气瓶(1)出口端连接常闭式气路开关(4)的一端，常闭式气路开关(4)的另一端并联有两个主起落架支路组和一个前起落架支路组；所述主起落架支路组包括一条主起落架支路和一条主起落架副支路，所述主起落架支路上连有一个上位锁(6)和主起落架舱门作动筒(7)，所述主起落架支路的上位锁(6)的出口端连接所述主起落架舱门作动筒(7)，所述主起落架舱门作动筒(7)的出口端机械连接位于主起落架副支路上的协调活门(11)；所述主起落架副支路上连有一个协调活门(11)、一个上位锁(6)和主起落架作动筒(8)，所述主起落架副支路上的协调活门(11)的出口端连接所述主起落架副支路上的上位锁(6)，所述主起落架副支路上的上位锁(6)的出口端连接所述主起落架作动筒(8)；所述前起落架支路组包括一条前起落架支路和一条前起落架副支路，所述前起落架支路连有一个上位锁(6)和前起落架舱门作动筒(9)，所述前起落架支路上的上位锁(6)的出口端连接所述前起落架舱门作动筒(9)，所述前起落架舱门作动筒(9)的出口端机械连接位于前起落架副支路上的协调活门(11)；所述前起落架副支路上连有一个协调活门(11)、一个上位锁(6)和前起落架作动筒(10)，所述前起落架副支路上的协调活门(11)的出口端连接所述前起落架副支路上的上位锁(6)，所述前起落架副支路上的上位锁(6)的出口端连接所述前起落架作动筒(10)。...

【技术特征摘要】
1.一种能源冗余气动式起落架收放系统，其特征在于：包括气瓶(1)、常闭式气路开关(4)、上位锁(6)、主起落架舱门作动筒(7)、主起落架作动筒(8)、前起落架舱门作动筒(9)、前起落架作动筒(10)和协调活门(11)；所述气瓶(1)出口端连接常闭式气路开关(4)的一端，常闭式气路开关(4)的另一端并联有两个主起落架支路组和一个前起落架支路组；所述主起落架支路组包括一条主起落架支路和一条主起落架副支路，所述主起落架支路上连有一个上位锁(6)和主起落架舱门作动筒(7)，所述主起落架支路的上位锁(6)的出口端连接所述主起落架舱门作动筒(7)，所述主起落架舱门作动筒(7)的出口端机械连接位于主起落架副支路上的协调活门(11)；所述主起落架副支路上连有一个协调活门(11)、一个上位锁(6)和主起落架作动筒(8)，所述主起落架副支路上的协调活门(11)的出口端连接所述主起落架副支路上的上位锁(6)，所述主起落架副支路上的上位锁(6)的出口端连接所述主起落架作动筒(8)；所述前起落架支路组包括一条前起落架支路和一条前起落架副支路，所述前起落架支路连有一个上位锁(6)和前起落架舱门作动筒(9)，所述前起落架支路上的上位锁(6)的出口端连接所述前起落架舱门作动筒(9)，所述前起落架舱门作动筒(9)的出口端机械连接位于前起落架副支路上的协调活门(11)；所述前起落架副支路上连有一个协调活门(11)、一个上位锁(6)和前起落架作动筒(10)，所述前起落架副支路上的协调...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓琛，梁赞，杨绪钊，李国强，韦贯举，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11