某型飞机起落架双位插销式下位锁设计

2018-05-21徐达生李志愿

装备制造技术 2018年3期

徐达生，李志愿，龙浩

（中航工业起落架有限责任公司，湖南长沙410200）

0 引言

起落架锁有上位锁、下位锁、舱门锁等。它们的正常工作非常重要，如果上位锁或舱门锁卡住，妨碍起落架放下；如果下位锁失效，起落架就不能放下到位，这两种情况均可能导致严重的飞行事故[1]。同时起落架锁到位信号的指示也非常重要，它告诉飞行起落架是否安全放下并上锁等状态。下位锁的功用是将起落架支柱固定在放下位置，保证飞机着陆、地面滑行、起飞及停机时的安全[2]。

起落架下位锁有很多种形式，有撑杆锁、作动筒内置锁、钩环锁等等[3]，这些锁本身可承受一定的载荷。本文介绍一种可承大载荷，特别是承受飞机着陆时地面传递给起落架的扭矩的双位插销式下位锁。

1 双销下位锁的方案设计

1.1基本组成和原理

起落架双位插销式下位锁主要由锁壳、锁作动筒、导向片、弹簧、限位销、协调活门、传感器等组成，结构关系如图1所示。

图1 下位锁组成图

锁壳为高强结构钢整体锻件制成，与机体通过角上的螺栓连接。锁壳上开有与锁销配合的两个锁销孔，下位锁上锁状态时锁销完全插入壳体锁销孔内，壳体内布置有两个导向片，导向片上各安装有扭簧，用于锁销提起后挡住锁销孔，防止锁销在弹簧的作用下下落，并起到上锁时锁臂引导作用。

1.2工作方式

如图2所示，A、B、C点位为起落架的上部支撑点，F，G为下位锁两锁销的连接点。起落架下到位并上锁时，两个锁销方向垂直向下，与起落架外筒平行，直接承受起落架上传的侧向和航向载荷。地面传递给起落架的扭矩会在下位锁F、G点上形成一对大小相等方向相反的力偶。因而该下位锁在飞机着陆、滑行、停机、起飞过程中承受航向力、侧向力及地面传递给起落架的扭矩。

图2 下位锁工作图

1.3总体设计

该锁的基本结构原理如图3所示，当起落架放下时，收放控制系统给转换活门发出指令，液压油进入收放作动筒有杆腔和下位锁协调活门，收放作动筒活塞杆收缩，外筒在收放机构的带动下向机身外下侧旋转，当固接在外筒上的锁臂插入下位锁孔内时触压导向片，导向片压缩复位弹簧并转动，达到锁壳上锁销孔全开状态时，导向片触压协调活门动作，液压油通过协调活门进入两下位锁作动筒上锁腔（上腔），开锁腔（下腔）回油，在液压作用下两下位锁作动筒内的锁销伸出，直至锁销下移完全插入锁臂孔内，到达锁定位置时固定在锁销上的靶标接触到位传感器，发出下位锁定信号，液压系统卸压，上锁完成。起落架收上时，收放控制系统给转换活门发出指令，液压油进入两下位锁作动筒的开锁腔（下腔）和开锁作动筒上部的协调活门，锁作动筒上锁腔（上腔）回油，液压推动两锁销上移，上移至拔出锁臂，当锁作动筒内活塞上移到达开锁位置时，作动筒内活塞触动上部安装的协调活门触头，协调活门动作，油路与收放作动筒收起腔连接，此时，锁销已完全从锁臂内拔出，收放作动筒动作，起落架在收放机构的带动下向机身内上侧旋转，同时挡块在扭簧的作用下复位并挡住壳体上锁销孔，起落架收上后，系统卸压。

图3 下位锁基本结构图

壳体内布置有两个导向片，导向片如图4所示，导向片上各安装有扭簧，起下位锁开锁后复位作用，导向片的平面A为协调活门1的靶标平面；平面B用于锁销提起后挡住锁销孔，防止锁销在重力的作用下意外下落；导向片重要的作用是在起到锁臂引导作用，使锁臂的孔基本对准锁壳上的锁孔。

图4 导向片简图

2 双销下位锁的详细设计

2.1结构设计

下位锁结构设计难点在于怎么将锁销可靠的插入锁臂上的锁孔内。通过合理设计上部接头和收放机构转动副之间的配合，控制收放机构和上部接头转动副配合面之间的间隙，保证起落架放下后的位置可控。初步设定起落架放下位置轮轴处中心点相对于航向偏离在±3 mm内，相对于侧向偏离在±3 mm内。再者在锁壳内设置支臂导向机构，如图5所示，在挡块上设置导向面，挡块后设置挡销，形成导向三角，根据支臂可能的最大偏离设置导向片与限位销的理论距离1.5 mm，这样支臂的基本偏离可以得到有效控制（±1.5 mm内）。

图5 下位锁导向结构示意图

根据上述分析得到的锁臂上锁孔与锁壳上锁孔偏离的距离值，确定锁销上的导向长度≥3 mm.根据锁孔直径、配合长度和限定的摆动角度，现初步设定锁销的导向锥部分长度为20 mm，导锥角度为10°，如图6所示。合理设置锁销和锁孔之间的插入间隙，间隙越小，插销锁受力越好，经初步计算，锁销和锁孔之间的间隙控制在0.3 mm之内。