用于飞机的飞机起落架总成制造技术

一种包括一轮毂电动机／发电机的飞机起落架总成包括相对于轮子支柱和轮子安装的交替的各转盘和定子盘。本发明专利技术可在轮子着地之前给轮毂电动机／发电机供电，使其起电动机作用以让轮子转动起来。这样可降低轮胎的速度与飞机相对于地面的速度之间的速度差，这有利于降低轮胎触地时的滑移磨损。在着地之后，把轮毂电动机／发电机用作发电机，这可对轮子施加再生制动力和／或机动化制动力。在着陆滑行中产生的电能可用电阻器耗散掉和／或储存起来供以后用，例如为飞机的滑行和机动提供动力。本发明专利技术给出了采用本发明专利技术的、用于前起落架和ＡＢＳ制动的方法和装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机起落架，尤其涉及一种集成的轮毂电动机/发电机(wheel hub motor/generator)和飞机起落架系统的再生制动禾B/或机动化制动方法，它可以降低 制动系统和相关的轮胎的磨损，同时能提高飞机的稳定性和减少因磨损而需要的维 护。
技术介绍
众所周知，在飞机轮子和制动器总成领域需要设置非转动的轮子支柱、安装于 支柱而能够转动的轮子以及制动盘片组，用摩擦制动把制动盘的旋转运动转变成摩 擦热能，这会引起制动盘的磨损。美国专利4,381,049、 4,432,440、 4,542,809、 4,567,967、 4,596,316和6,615,958中揭示了各种制动器动作结构和方法。为飞机提供制动系统的这一
的现状是采用定子和转子，它们被迫互相 机械接触而产生摩擦热，这将导致相关的制动盘的磨损，因而需要进行定期的维护 乃至更换磨损的零件。最新设计的碳盘制动器的主要缺点是需要用更多的碳材料来吸收钢盘制动器 能够吸收的同样大小的热能。碳盘制动器的另一个缺点是在碳盘表面被雨水沾染时 其制动能力大大降低，而且其磨损后的更换费用很高。还有，要求飞机在从跑道滑行到航站楼时作自行机动。 一个这样的要求是要飞 机作180°的转弯，根据跑道的宽度和飞机在所述跑道的实际宽度内进行180°转弯 的能力，这对被允许在特定的跑道上起降的飞机是一个上限。现在在用的起落架可 以提供有限的能力来进行这样180。的转弯。飞机制动器设计中的一个重要问题是在飞机着陆和中止起飞过程中起落架系统的制动系统中的飞机动能的耗散。最终，其表现为飞机轮胎和地面之间的滚动摩 擦，使飞机慢慢停止，这样，所需要的制动能力是取决于飞机的最大着陆重量和滚 动摩擦。相对而言，现有技术的制动系统在它们产生所需要的制动力的方式上是缺 乏灵活性的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是为飞机的制动和机动提供一种用在起落架里的改进 的系统和方法。本专利技术的另一个目的是克服现有技术的飞机起落架系统用于飞机制动和机动 时的局限性和缺点。本专利技术的再一个目的是降低起落架和制动系统中的零部件的磨损，改善飞机结 构的稳定性，增加可靠性，同时降低现有摩擦制动系统所需要的那种维护。 本专利技术的再一个目的是减少飞机起落架里所需要的摩擦制动盘。 本专利技术的再一个目的是提供一种回收飞机的动能并将其转变成电功率的系统 和方法。本专利技术的再一个目的是为飞机起落架提供一种系统和方法，它允许飞机减小转 弯半径。再一个目的是降低飞机轮胎由于触地滑动磨损而产生的磨损，其措施是把起落 架轮胎的线速度紧密地匹配于飞机着地时相对于地面的速度，使触地时的速度差大 大减小，这样可大大降低轮胎的、与起落架轮胎触及降落跑道表面相关的滑动摩擦 磨损。当前技术的飞机上存在的这种滑动摩擦会引起影响轮胎性能进而影响安全的 磨损。再一个目的是提供一种产生动力的装置，它用于为飞机进行滑行和地面机动提 供动力，以有助于提高飞机的效率、机动性、稳定性和安全性。再一个目的是提供一种产生动力的装置，它用于帮助飞机起飞，有助于飞机降 低起飞距离要求，也有助于提高飞机的效率、机动性、稳定性和安全性。本专利技术提供一种独特的飞机制动措施，其中采用再生制动(regenerativebraking) 和/或机动化制动，它具有优于现有技术的摩擦制动系统的许多优点。这是依靠把一种轮毂电动机/发电机集成在飞机轮子和轮轴结构里来达到，其中，制动作用是 依靠轮毂电动机/发电机的定子盘和转盘的磁力转矩的互相作用来建立的。飞机着 陆滑行时的动能被转变成电能，这些电能可用电阻器耗散掉和/或储存起来供以后 用，例如作为飞机起飞、在地面上滑行和机动时的动力，或在着陆时通过采用机动 化制动来提高电磁制动系统的效率，这样，可提高飞机制动系统的总效率，并提高 飞机的稳定性和安全性。另外，已经发现本专利技术还有许多其它特点，在着地之前用轮毂电动机/发电机 作为电动机使轮胎转动起来，使其线速度匹配于飞机着地时相对于地面的速度，使 两者之间的差值为最小，这可大大降低起落架轮胎的滑移磨损，延长轮胎的使用寿 命，从而提高起落架轮胎的性能，增加飞机的可控制性和安全性。还有附加的好处， 即，在飞机的降落飞行中使起落架轮子转动起来，可产生一种陀螺稳定作用，依靠 起落架轮子的旋转速度，可大大地有利于飞机的稳定。在一个实施例中，轮毂电动机/发电机的盘组包括交替的转盘和定子盘，其中， 每个转盘都结合于轮子以与轮子一起转动，每个定子盘结合于轮轴和/或作为支柱 的转矩管，它相对于轮胎的转动是静态的。在一个较佳实施例中，轮毂电动机/发 电机通过发电机作用起到一制动器的作用，这也可称为再生制动，其中，转盘和定 子盘之间的磁力转矩的互相作用对轮子和轮胎组件施加制动力，并可把发出的电功 率储存起来供以后使用。这种轮毂电动机/发电机具有安装在其上的多个互相关联的定子盘构件和转盘 构件，可对它们独立地、依序地或同时地以不同的方向施加电流而使其转动或不给 它们供电而让它们发电，这取决于需要它们起电动机作用和/或再生制动和/或机动 化制动作用。在一个这样的情况中，通过把相关的转盘和定子盘作为发电机来施加 电磁制动，并把定子的输出功率施加于另一个定子盘，以增强该另一个定子盘的相 关转子的制动效果，这样可实现机动化制动作用，或给在同一个或另一个轮毂电动 机/发电机、盘组里的作为一发电机起作用的一个盘或几个盘供电后使其可电动回 转。这里揭示的在同一个或另一个轮毂电动机/发电机、盘组(disk stack)里的不同的 一个或几个定子盘的电动机/发电机互相电气连接方法或机动化制动方法是可以改 变的，就是在本专利技术的范围内可以做出发电机的一个或几个盘和电动机的一个或几个盘的许多组合，并且在盘式轴向磁通电动机/发电机(axial flux motor/generator)领 域是独特的，可根据飞机着陆重量和/或起落架设计结构的需要，通过电气的或机 械的方法加上或取下一个或几个盘可提供在飞机上应用的灵活性。轮毂电动机/发 电机盘组里的各个盘的电连接允许把任一个盘作为一电动机或一发电机或它们的 任何组合，这就是本专利技术中提出的称为机动化制动的方法。这给飞机起落架的设计 增加了灵活性。采用盘式轴向磁通电动机/发电机，由于可以灵活地控制轮毂电动 机/发电机的电动机作用和制动作用，可大大降低设计费用。如上所述，飞机制动器设计中的一个难题是在着陆和中止起飞过程中飞机的动 能在起落架系统的制动系统里的耗散，最终这个动能消耗于轮胎与使飞机慢下来的 地面之间的滚动摩擦，因此，所需要的制动能力取决于飞机的着陆重量和滚动摩擦。 本专利技术的机动化制动方法在产生所需要的制动力方面有灵活性，这是当前技术的制 动系统中所缺少的，本专利技术的方法还允许进行更有效的设计，对于超重的飞机可通 过用诸开关控制器(switching control)改变电连接来增大制动能力，这样可提高飞机 的安全性。另外，在起落架里采用盘式轴向磁通轮毂电动机/发电机，可让一个起落架里 的电动机使这个起落架向一个方向运动，并类似地使另一个起落架向相反的方向运 动，从而减小飞机进行180°转弯时的转弯半径。与当前技术的起落架相比，这种 转弯方法允许飞机以更小的转弯半径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机的飞机起落架总成，包括：　前起落架和主起落架，所述前起落架和所述主起落架的至少其中之一包括：　非转动的主体部分，所述主体部分被构造成连接至飞机的机身骨架；　轮子，所述轮子连接于所述主体部分并可绕转动轴线相对于所 述主体部分转动；　连接于所述主体部分的至少一个定子；　连接于所述轮子并构造成可相对于所述定子转动的至少一个转子；　其中，所述定子和所述转子被分别构造成能产生磁通；并且　所述定子和转子被构造成它们的磁通互相作用而引起以 下情况中的至少一种情况：把电能转变成所述轮子的转矩能；以及把所述轮子的转矩能转变成其量级适用于降低所述轮子的转速的电能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文沙利文，
申请(专利权)人：史蒂文沙利文，
类型：发明
国别省市：US[美国]