KR101318963B1 - 항공기 착륙기기를 위축시키기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 항공기 착륙기기는: 항공기의 구조체(structure)에 힌지결합 방식으로 장착되도록 설계된 버팀대(strut; 1); 바퀴를 보유하며 버팀대에 대해 움직일 수 있는 저부(bottom portion)로서, 상기 버팀대 내에서 슬라이딩하도록 장착된 슬라이드 로드(slide rod; 2), 및 상기 버팀대와 상기 슬라이드 로드 사이에서 연장된 가위형 링크부재(scissors linkage; 5)를 포함하는, 저부; 및 상기 슬라이드 로드(2)가 상기 버팀대(1) 안으로 들어가도록 함으로써 착륙기기를 전개 위치(deployed position)와 적재 위치(stowage position) 사이에서 단축시키기 위한 착륙기기 단축 장치(undercarriage shortener device);를 포함하며, 상기 단축 장치는 서로에 대해 결합된 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)를 포함하고, 제1 부재(11)는, 착륙기기의 저부에 결합되거나 또는 버팀대에 대한 상기 저부의 움직임 중에 상기 저부와 함께 움직이는 요소(5)에 결합되며, 제2 부재(12)는, 착륙기기가 상승되는 중에 착륙기기가 적재 위치에 도달하기 전에 제2 부재가 상기 버팀대 또는 항공기의 요소에 맞닿게 되도록 항공기의 구조체에 힌지결합되고, 상기 제1 부재(11)는 상기 가위형 링크부재에 결합된다.

Description

항공기 착륙기기를 위축시키기 위한 장치{Device for retracting aircraft landing gear}

본 발명은 항공기 착륙기기를 단축시키기 위한 장치에 관한 것이다.

착륙기기가 상승되기 전의 전개 위치에 있는 때에, 착륙기기에 장착된 충격 흡수기(shock absorber)가 완전히 이완된 경우라면, 착륙기기는 최대 길이를 갖는다. 불행히도, 이 길이는 착륙기기 수납부(undercarriage bay)에서 사용가능한 길이보다 길 수 있다. 따라서, 상승 종료 시에 착륙기기가 수납부 안으로 삽입되는 것을 가능하게 하는 단축 장치를 착륙기기에 장착하는 것이 적합하다.

다양한 장치들이 알려져 있다. 예를 들어, 에어버스(Airbus)　A340 의 주된 착륙기기에는, 착륙기기의 버팀대 내측에서 착륙기기가 전개된 때의 연장 위치와 착륙기기 상승 종료시의 위축 위치 사이에서 움직일 수 있는 충격 흡수기가 제공되어서, 충격 흡수기를 압축시키지 않고서 착륙기기의 총 길이를 단축시키는 효과를 낳는다.

그 장치는, 충격 흡수기가 버팀대 내측에서 슬라이딩(sliding)할 수 있도록 제공될 것을 필요로 하기 때문에, 복잡하고 무겁다. 또한, 충격 흡수기의 움직임을 통제하는 링크부재는 착지력(landing force)을 온전히 받는데, 이것은 그 링크부재가 그에 따른 치수를 가질 것을 필요로 함을 의미한다.

다른 단축 장치에서는, 착륙기기의 총 길이를 감소시키기 위하여 충격 흡수기가 압축된다. 예를 들어, 신축가능성 링크(telescopic link)를 포함하는 착륙기기가 알려져 있는데, 그것의 저부 단부는 충격 흡수기의 슬라이드 로드에 고정되고 그것의 상부 단부는 버팀대, 보다 정확히는 버팀대 상에서 착륙 위치(landing position)와 상승 위치(raising position) 사이로 움직일 수 있는 부착 지점에 고정된다. 착륙기기가 전개된 때에, 부착부는 착륙 위치에 있는데, 여기에서 신축가능성 링크는 완전히 이완되어서 충격 흡수기 자체가 완전히 이완된다. 착륙 시에는, 신축가능성 링크가 충격 흡수기의 압축과 함께 압축된다. 착륙기기가 상승되는 때에는, 신축가능성 링크의 부착부가 점진적으로 상승 위치로 움직여져서, 신축가능성 링크에 견인력을 인가하고, 이것은 충격 흡수기를 압축시키고 착륙기기를 단축시키는 경향을 갖는다. 신축가능성 링크의 부착부의 착륙 위치로부터 상승 위치로의 움직임은, 다양한 방식으로 얻어질 수 있다. 착륙기기를 상승시키는 중에는 사이드 브레이스 아암(side brace arm)의 움직임을 이용하거나, 또는 신축가능성 링크의 부착부를 버팀대에 힌지결합된 레버에 장착시키는 것이 가능한데, 그 레버 자체는 링크에 의하여 항공기 구조체의 고정 지점에 연결되어서, 착륙기기의 상승이 그 레버로 하여금 피봇되게 하고, 이로써 신축가능성 링크의 부착 지점이 착륙 위치로부터 상승 위치로 움직이게 된다.

다른 단축 장치에서는, 신축가능성 링크가, 버팀대 상에서 착륙 위치와 상승 위치 간으로 움직이도록 장착된 베어링(bearing)에 있는 단순한 슬라이드 로드에 의하여 대체된다. 그 베어링은 착륙기기가 상승되는 중에 버팀대의 상대 움직임을 이용하여 움직여진다.

위와 같은 다양한 장치들은, 버팀대 상에 특정의 힌지 지점(hinge point)을 제공할 필요가 있기 때문에, 설계가 매우 어렵다는 문제가 있다. 링크부재(linkage)의 결정은 복잡할 수 있다.

본 발명은 착륙기기의 버팀대에 특정의 부착 지점을 필요로 하지 않는 단축 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기의 구조체(structure)에 힌지결합 방식으로 장착되도록 설계된 버팀대(strut), 바퀴를 보유하며 버팀대에 대해 움직일 수 있는 저부(bottom portion), 및 착륙기기를 전개 위치(deployed position)와 상승 위치(raised position) 간으로 단축시키기 위한 착륙기기 단축 장치(undercarriage shortener device)를 포함하는 항공기 착륙기기(aircraft undercarriage)를 제공하는데, 상기 단축 장치는 서로에 대해 결합된 제1 부재 및 제2 부재를 포함하고, 제1 부재는, 착륙기기의 저부에 결합되거나 또는 버팀대에 대한 상기 저부의 움직임 중에 상기 저부와 함께 움직이는 요소에 결합되며, 제2 부재는, 착륙기기가 상승되는 중에 착륙기기가 상승 위치에 도달하기 전에 제2 부재가 맞닿게되도록 항공기의 구조체에 힌지결합된다.

따라서, 상승의 제1 부분(first fraction) 중에는, 착륙기기가 적재 위치를 향하여 피봇됨에 따라서, 제2 부재는 맞닿기 전에 제1 부재로부터의 구동력에 의하여 피봇된다. 제2 부재가 맞닿게 되면, 제2 부재는 움직임을 멈추고, 따라서 더 이상 착륙기기의 피봇에 의하여 부여되는 속도로 피봇될 수 없게 된다. 이와 같은 차단 효과는 제1 부재의 견인력을 발생시키는바, 이 견인력은 착륙기기의 저부를 당겨서 착륙기기를 단축시킨다.

본 장치는 단 두 개의 요소들만을 포함하기 때문에 종래의 장치에 비하여 훨씬 더 간단하다. 또한, 본 장치는 버팀대에 어떠한 부착 지점도 필요로 하지 않는다. 나아가, 본 장치는 힌지결합되는 요소들보다 구현하기 어렵고 또한 유지관리가 더 어려운 어떠한 슬라이딩 요소도 구비하지 않는다.

본 발명에 의하여, 착륙기기의 버팀대에 특정의 부착 지점을 필요로 하지 않는 단축 장치가 제공된다.

본 발명은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 아래의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 특정 실시예에서 단축 장치(shortening device)가 장착된 착륙 기기의 측면도로서, 여기에서 착륙기기는 전개 위치에 있다.
도 2 는 항공기가 지면에 있는 때의, 도 1 의 착륙기기의 측면도이다.
도 3 은 동일한 착륙기기가 상승되기 시작하는 때의 측면도이다.
도 4 는 동일한 착륙기기가 상승되고 있는 때의 측면도로서, 여기에는 제1 부재가 맞닿게 되는 순간이 도시되어 있다.
도 5 는 동일한 착륙기기의 상승이 종료된 때의 측면도로서, 여기에는 착륙기기가 적재 위치(stowage position)에 있는 때가 도시되어 있다.
모든 도면들에서, 착륙기기를 수용하기 위한 요부(well)는 개략적으로 도시되어 있다.

이 예에서 본 발명의 장치는 항공기 코 부분의 착륙기기에 적용된 것이다. 도 1 을 참조하면, 착륙기기는, 종래의 방식으로, 도면의 평면에 대해 직각인 축(X)을 중심으로 항공기 구조체에 힌지 결합된 버팀대(1)를 포함한다.

버팀대의 내측에서는, 바퀴(3)들을 수용하는 굴대(axle)을 저부 단부에 보유하는 슬라이드 로드(2)가 슬라이딩할 수 있다. 슬라이드 로드(2)는 내부 충격 흡수기의 요소들 중의 하나를 이룬다. 여기에서, 슬라이드 로드(2)는 이완 위치(relaxed position)에 있는 것으로 도시되어 있는데, 이완 위치는 착륙기기가 전개된 상태에서 항공기가 비행 중에 있는 때에 슬라이드 로드가 점유하는 위치이다.

항공기가 지면에 있는 때에, 착륙기기의 바퀴들이 조향되는 것을 가능하게 하기 위하여, 버팀대(1)에는 회전식 튜브(rotary tube; 4)가 장착된다. 슬라이드 로드(2)는 회전식 튜브(4) 내에서 자유로이 슬라이딩(미끄럼 움직임)하지만, 회전식 튜브에 대해 상대적으로 회전되지 않도록 된다. 이를 위하여, 착륙기기에는 상부 가지부(top branch; 5A) 및 저부 가지부(bottom branch; 5B)를 구비한 가위형 링크부재(5)가 장착되는데, 상부 가지부와 저부 가지부는 아래에서 중간 핀으로 호칭되는 핀(pin)을 거쳐서 그들의 꼭지점에서 서로에 대해 힌지결합된다. 상부 가지부(5A)는 회전식 튜브(4)에 힌지결합되고, 저부 가지부(5B)는 슬라이드 로드(2)에 힌지결합된다. 도시된 위치에서, 가위형 링크부재(5)의 모든 힌지축들은 버팀대의 힌지축(X)에 대해 평행하다. 회전식 튜브(4)의 회전은 조향 액츄에이터(steering actuator; 6)에 의하여 제어되는데, 여기에서 그 액츄에이터는 랙(rack)을 구비한 유압 액츄에이터이다. 이 도면에서, 착륙기기는 접음용 사이드 브레이스(folding side brace; 7)에 의하여 전개 위치에서 안정화된 것으로 도시되어 있는데, 이 도면에서 접음용 사이드 브레이스는 도면의 명확성을 위하여 그 종축만으로 표현되어 있다. 위와 같은 사항은 잘 알려진 것이고, 단지 정보를 제공하기 위하여 기재된 것일 뿐이다.

본 발명에서, 착륙기기에는 단축 장치(10)가 장착되는데, 단축 장치는:

유니버셜 조인트(universal joint; 13)에 의하여 가위형 링크부재(5)의 중간 핀에 결합된 긴 커넥팅 로드(connecting rod) 형태의 제1 부재(11)로서, 가위형 링크부재의 중간 핀은 유니버셜 조인트(13)를 수용하기 위하여 링크부재로부터 돌출된, 제1 부재; 및

상승방향을 기준으로 하여 항공기의 후방 단부를 향하고 항공기의 구조체(structure)에 힌지결합된 제2 부재(12)로서, 지점(A)에서 볼 조인트(ball joint)에 의하여 제1 부재(11)에 결합된, 제2 부재;를 포함한다. 본 예에서, 제2 부재(12)는 곡선 형상을 갖는다.

본 발명의 장치의 작동은 다음과 같다. 도 1 에 도시된 상태에서, 슬라이드 로드(2)는 이완된 맞닿음 상태에 있어서, 가위형 링크부재(5)와 버팀대(1)는 견고한 조립체를 형성한다. 착륙기기는, 착륙기기가 힌지축(X)을 중심으로 회전하게 유발하는 상승 액츄에이터(raising actuator)(미도시)에 의하여 점진적으로 상승된다. 이를 위하여, 도 3 에 도시된 바와 같이, 사이드 브레이스(7)는 잠금해제 액츄에이터(unlocking actuator)(미도시)에 의하여 미리 정렬상태로부터 벗어나게 된다.

조립체는 착륙기기를 포함하고, 단축 장치는 3개가 함께 힌지결합된 요소들로 이루어진 조립체로서 동적으로 거동하는데, 그들 중 2 개(버팀대(1) 및 제2 부재(12))는 고정된 구조체(항공기의 구조체)에 힌지결합되고, 세 번째 요소(제1 부재(11) 및 유니버셜 조인트(13)에 의하여 이루어짐)는 다른 두 개의 요소들에 힌지결합된다. 그 조립체는 착륙기기가 피봇되게 하는 상승 액츄에이터의 작용 하에서 자유로이 (그리고 미리 결정된 방식으로) 변형되는데, 제1 부재(11)는 착륙기기와 함께 전방으로 피봇(pivot)된다.

착륙기기는 도 4 에 도시된 상태에 도달할 때까지 계속하여 상승되는데, 도 4 에 도시된 상태에서는 제2 부재(12)가 버팀대(1)에 대해 맞닿게 된다. 이 순간에, 제2 부재(12)의 추가적인 회전을 방지된다. 따라서 제2 부재(12)와 제1 부재(11) 간의 힌지 지점(A)의 움직임은 방지된다. 따라서, 계속된 상승은 제1 부재(11)에 견인력을 발생시키는데에 기여하고, 그 견인력은 가위형 링크부재(5)에 작용하여서 슬라이드 로드(2)로 하여금 버팀대(1) 안으로 들어오게끔 하여, 착륙기기를 단축시킨다.

상승은 도 5 에 도시된 적재 위치까지 계속되는데, 이와 함께 착륙기기의 단축은 점진적으로 지속된다. 상승 스트로크(raising stroke)의 이 마지막 부분 중에는, 제2 부재(12)가 버팀대에 대해 맞닿는 채로 유지된다. 적재된 위치에서는, 착륙기기의 길이(L2)가, 착륙기기가 전개 위치에 있는 때(일점 쇄선에 의하여 표시됨)의 착륙기기의 길이(L1)보다 단축되었음을 알 수 있다.

제2 부재(12)가 맞닿게 되는 버팀대의 부분은 캠(cam)으로서 작용하는 곡선형 트랙(curved track)을 이룬다. 이 캠은 힌지축(X)에 중심을 둔 원형의 윤곽을 갖는 것이 유리한데, 이로써 제2 부재(12)는 상승 종료 후에도 버팀대(1)에 대해 도킹(docking) 시에 점유하였던 위치에 머무르게 된다. 변형예에서는, 그 캠이 상이한 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어, 착륙기기 바퀴가 항공기의 수납부 안으로 통과하기 전에, 착륙기기의 단축을 종료시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에는, 버팀대 상에 원형의 캠 윤곽(cam profile)을 제공하는 것이 바람직하지만, 상승의 마지막 부분에서는 예외적으로 원형이 아니며, 캠 윤곽은 상승의 마지막 부분에서 제1 부재(11)가 더 이상 가위형 링크부재(5)를 당기지 않도록 하는 윤곽을 가져서 착륙기기의 추가적인 단축을 멈춘다. 이와 같은 상승의 마지막 부분(last fraction)을 넘어서는, 캠 윤곽이 제2 부재(12)로 하여금 추가적으로 피봇하는 것을 허용한다.

도 1 에 도시된 상태에서, 제1 부재(11)와 유니버셜 조인트(13)에 의하여 형성된 조립체와 제2 부재(12)는 가위형 링크부재의 상부 가지부(5A)와 버팀대(1)와 협력하여 힌지결합된 평행사변형을 형성한다는 점에 유의한다. 슬라이드 로드(2)가 버팀대(1) 안으로 밀리는 항공기의 착륙 중에는, 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 조립체는 슬라이드 로드가 밀어 넣어짐에 있어서 그리고 제2 부재(12)가 후방으로 피봇됨에 있어서의 어떠한 역방향의 저항도 없이 자유로이 변형된다. 따라서, 어떠한 슬라이딩 또는 신축가능성 요소들을 사용하지 않고서도, 본 발명의 단축 장치는, 항공기 착륙의 결과로서 착륙기기가 밀어 넣어짐과 완전히 양립할 수 있는 것(compatible)이다.

단축 장치는 착륙기기의 바퀴들의 조향과도 양립가능하다는 것에도 유의하여야 한다. 제1 부재(11)와 제2 부재(12) 사이의 볼 조인트, 및 가위형 링크부재(5)의 중간 핀과 제1 부재(11) 사이의 유니버셜 조인트(13)는, 회전식 튜브(4)의 회전 중에 장치가 가위형 링크부재(5)를 따르면서도, 가위형 링크부재에 연결된 채 남아 있는 것을 허용한다.

본 발명의 단축 장치는 최소한의 갯수의 매우 간단한 부품들을 구비한 것으로서 완전히 피동적인 장치이다. 본 발명의 단축 장치는, 단순히 가위형 링크부재의 중간 핀을 변형하고 또한 항공기의 구조체에 제2 부재를 위한 힌지결합된 부품(hinged fitting)을 제공함으로써, 현존하는 착륙기기에 용이하게 적용될 수 있다. 적합한 경우에는, 착륙기기가 상승되는 중에 제2 부재가 맞닿게 될 수 있도록, 제1 부재를 향하는 특정의 도킹 트랙(docking track)이 버팀대에 구비된다.

본 발명은 상기 설명에만 국한되지 않으며, 청구범위에 의하여 정해진 범위 내에 속하는 임의의 변형예도 본 발명에 속하는 것이다.

특히, 단축 장치는 바퀴의 조향을 위한 장치를 구비한 착륙기기와 관련하여 제시되었으나, 단축 장치는 바퀴 조향 장치가 없는 착륙기기, 예를 들어 주된 착륙기기(main undercarriage)에도 적용될 수 있다. 또한, 그 장치는, 가위형 링크부재의 힌지축이 버팀대의 힌지축에 평행하지 않은 착륙기기에도 적용된다.

유사하게, 상기 단축 장치는, 충격 흡수기가 버팀대 내부에 있고 바퀴들이 슬라이드 로드에 의하여 보유되는 직접적 착륙기기(direct undercarriage)와 관련하여 제시되었으나, 그 장치는 로커 비임 충격 흡수기(rocker beam shock absorber)와 관련되어 사용될 수도 있으며, 이 경우에는 바퀴들이 버팀대에 힌지결합된 로커 비임에 의하여 보유되고, 충격 흡수기는 먼저 로커 비임에 힌지결합되며 그 다음으로는 항공기의 구조체 또는 착륙기기의 버팀대에 힌지결합된다. 이와 같은 경우, 제1 부재는 로커 비임에 결합되는 것이 바람직하다.

보다 일반적으로, 바퀴들을 보유하는 착륙기기의 저부(예를 들어, 슬라이드 로드 또는 로커 아암), 또는 버팀대에 대해 상대적으로 움직이는 상기 저부와 함께 움직일 수 있는 임의의 다른 요소(예를 들어, 가위형 링크부재의 중간 핀, 가위형 링크부재의 가지부들 중의 하나, 등)에 제1 부재를 결합시키는 것이 가능하다. 모든 경우들에 있어서, 단축 장치는, 제1 부재에 의하여 부여되는 견인력이 저부로 하여금 착륙기기를 단축시키는 방향으로 버팀대에 대해 상대 움직임을 하게끔, 착륙기기에 대해 배치되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 가위형 링크부재에 제1 부재를 결합시키는 것(이 때, 가장 실용적인 지점은 링크부재의 중간 핀에 결합시키는 것임)은, 가위형 링크부재에 의하여 자연히 제공되는 레버 효과(lever effect)를 이용하는 것을 가능하게 하여 단축의 정도를 가능한 크게 하는 것으로 드러났다.

또한, 첫 번째로는 단축 장치의 부재들 간의 연결부들, 그리고 두 번째로는 착륙기기 및 항공기 구조체와 그 부재들 간의 연결부들은, 그 착륙기기의 특정한 구성 또는 여건에 따라서 임의의 공지된 형태의 연결부(예를 들어, 피봇, 볼 조인트, 유니버셜 조인트, 등)일 수 있다.

나아가, 착륙기기의 단축은 제2 부재가 맞닿게 되는 때에 시작되는 것으로 설명되었으나, 제2 부재가 맞닿게 되기 전에 두 개의 부재들이 정렬되게끔 함에 의하여 단축이 보다 조기에 시작되도록 하는 것도 가능하다.

마지막으로, 제2 부재는 도시된 바와 같이 버팀대에 대해 맞닿거나, 또는 예를 들어 버팀대에 구비된 도킹 트랙과 같이 버팀대에 고정된 요소에 맞닿거나, 항공기의 구조체에 고정된 맞닿음부에 맞닿도록 될 수 있다. 그러한 경우에는, 일단 제2 부재가 맞닿음부에 도킹되면, 제2 부재는 착륙기기의 계속된 상승 중에 부동 상태로 유지된다.

1: 버팀대 2: 슬라이드 로드
3: 바퀴 4: 회전식 튜브
5: 가위형 링크부재 5A: 상부 가지부
5B: 저부 가지부 6: 조향 액츄에이터
7: 접음용 사이드 브레이스 X: 힌지축

Claims (5)

1. 항공기 착륙기기(aircraft undercarriage)로서, 상기 항공기 착륙기기는:
   항공기의 구조체(structure)에 힌지결합 방식으로 장착되도록 설계된 버팀대(strut; 1);
   바퀴를 보유하며 버팀대에 대해 움직일 수 있는 저부(bottom portion)로서, 상기 버팀대 내에서 슬라이딩하도록 장착된 슬라이드 로드(slide rod; 2), 및 상기 버팀대와 상기 슬라이드 로드(2) 사이에서 연장된 가위형 링크부재(scissors linkage; 5)를 포함하는, 저부; 및
   상기 슬라이드 로드(2)가 상기 버팀대(1) 안으로 들어가도록 함으로써 착륙기기를 전개 위치(deployed position)와 적재 위치(stowage position) 사이에서 단축시키기 위한 착륙기기 단축 장치(undercarriage shortener device);를 포함하며,
   상기 단축 장치는 서로에 대해 결합된 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)를 포함하고, 제1 부재(11)는, 착륙기기의 저부에 결합되거나 또는 버팀대에 대한 상기 저부의 움직임 중에 상기 저부와 함께 움직이는 요소(5)에 결합되며, 제2 부재(12)는, 착륙기기가 상승되는 중에 착륙기기가 적재 위치에 도달하기 전에 제2 부재가 상기 버팀대 또는 항공기의 요소에 맞닿게 되도록 항공기의 구조체에 힌지결합되고, 상기 제1 부재(11)는 상기 가위형 링크부재에 결합된 것을 특징으로 하는, 항공기 착륙기기.
2. 제 1 항에 있어서,
   제1 부재(11)는 가위형 링크부재의 중간 핀(middle pin)에 결합된 것을 특징으로 하는, 항공기 착륙기기.
3. 제 2 항에 있어서,
   제1 부재(11)는 유니버셜 조인트(13)에 의하여 가위형 링크부재의 중간 핀에 결합된 것을 특징으로 하는, 항공기 착륙기기.
4. 제 1 항에 있어서,
   제2 부재(12)는 버팀대(1) 또는 버팀대에 고정된 요소에 맞닿게 되는 것을 특징으로 하는, 항공기 착륙기기.
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