板簧着陆装置的制作方法

1.本发明涉及一种板簧着陆装置，更为详细地涉及一种与飞行器的机体下部连接且用于吸收起落时冲击的板簧着陆装置。


背景技术：

2.在飞行器中，着陆装置配置在机体下部，以便吸收在地上的起飞及着陆时产生的冲击，通常被称为起落架(landing gear)。此外，在着陆时产生的荷载增加至机体重量的几倍左右，因此所述着陆装置配置为防止因荷载所致的能量被传递至机体而造成破坏。
3.所述着陆装置由油空压式、油压式、空压式、弹性体等多种方式实现，并结合在飞行器的机体上。参照图1，弹性体方式的着陆装置与油空压式等其他方式相比在设计、制作及组装上较为容易的同时重量较轻，因此在小型飞行器、无人机和直升机等中得到广泛的应用。此时，弹性体着陆装置因其变形有限，会受到较高的冲击荷载，而且因摩擦等产生的耗散能与其他方式相比较小，因此存在冲击吸收能力较差的问题。这样，在飞行器以较高的速度着陆时，可能会因较高的冲击荷载而出现向空中反弹的现象，从而引发事故。
4.为了改善如上所述的弹性体着陆装置的问题，目前正在进行由多种复合材料成型或改变形状等的开发工作。本技术人曾经在韩国授权专利公报第10-1542806号(“滑行用飞行器着陆装置、滑行用飞行器着陆装置的形状确定方法及计算机程序记录介质”，下称“在先技术”)中公开一种包括多个着陆部件的形状的滑行用飞行器着陆装置。参照图2，在先技术的滑行用飞行器着陆装置的特征在于，将机体和车轮之间相连的框架为多个四分之一圆形相互结合的形式，该滑行用飞行器着陆装置包括从上部到地面由第一四分之一圆形、第二四分之一圆形及第三四分之一圆形这三个四分之一圆形组成的框架。这样在先技术可在减少几何学上的限制事项的同时大大降低冲击荷载及反弹荷载，因此具有改善以往弹性体着陆装置中存在的问题的优点。
5.进而，最近为了提高飞行器的性能，在多个领域中进行开发，并且正在研发与以往公开的结构相比效率更高的着陆装置。而且，目前正在开发将着陆装置的重量最小化的同时提高性能的技术，以使飞行器具有更高的性能及效率特性。
6.在先技术文献：
7.专利文献kr10-1542806b1(2015年8月7日公告)


技术实现要素：

8.本发明是为了提供一种如上所述那样具有更高的性能及效率特性的着陆装置而提出的，本发明的目的是提供一种板簧着陆装置，该板簧着陆装置具有缓和及吸收冲击的性能得到进一步提高的形状的框架。
9.为了达到如上所述的目的，本发明的板簧着陆装置搭载于飞行器的机体下部，可包括：与所述机体连接且以圆心形成在下侧的方式折弯的第一框架；与所述第一框架连接的第二框架；及与所述第二框架连接且以圆心形成在下侧的方式至少一部分折弯的第三框
架，所述第二框架包括向彼此相反的方向形成有圆心的第2-1框架及第2-2框架，从而折弯成“s”字形。
10.此外，在本发明的板簧着陆装置中，所述第一框架、所述第二框架及所述第三框架可形成为一体。
11.此外，在本发明的板簧着陆装置中，一双所述第二框架及所述第三框架可分别配置在所述第一框架的两侧端部且形成为双腿形式。
12.此外，所述第三框架可包括与所述第二框架连接且以圆心形成在下侧的方式折弯的第3-1框架及与所述第3-1框架连接且以圆心形成在上侧的方式折弯的第3-2框架，从而折弯成“s”字形。
13.此外，在飞行器着陆时，所述第3-2框架可以与地面接触。
14.此外，本发明的板簧着陆装置可进一步包括阻尼器，所述阻尼器的两端连接在所述第2-1框架和所述第2-2框架之间。
15.此外，所述阻尼器可配置为在与所述第2-1框架连接的一端上以下侧为基准另一端倾斜规定角度，所述规定角度形成为-10
°
至+15
°
之间。
16.此外，所述第二框架的上下方向的高度可形成为大于所述第一框架及所述第三框架的上下方向的高度。
17.此外，在本发明的板簧着陆装置中，所述第三框架的上下方向的高度可形成为大于所述第一框架的上下方向的高度。
18.此外，在本发明的板簧着陆装置中，所述第2-1框架和所述第2-2框架之间的拐点可以以第一框架及第三框架的端部为基准位于两侧方向的中心。
19.此外，在本发明的板簧着陆装置中，所述第2-1框架和所述第2-2框架可分别在两侧方向上形成有圆心。
20.此外，本发明的板簧着陆装置可进一步包括与所述第三框架的另一端连接的轮子。
21.根据上述结构的本发明的板簧着陆装置在较高的着陆下降速度下也能大大缓和及吸收冲击荷载，因此具有安全性和舒适性更高的优点。
22.而且，本发明的板簧着陆装置同时满足刚性和强度，从而可将支架(strut)的大小形成为更小，因此具有提高重量效率的优点。
23.而且，本发明的板簧着陆装置在着陆时，第三框架的一部分能够和与之连接的滑撬一起接触到地面，由此具有所传递的力矩能量减轻的优点。
24.而且，本发明的板簧着陆装置即使因发动机故障或紊流而产生设计以上的下降速度，较大的集中荷载作用于里侧的接触部分和阻尼器附着点，并且随着该部分的破损，大幅减少气体传递能，从而不会出现机体颠覆或受损，因此具有进一步提高安全性的优点。
附图说明
25.图1是比较了不同种类着陆装置的荷载效率及齿轮效率的图。
26.图2是表示以往技术的滑行用飞行器着陆装置的框架的图。
27.图3是搭载有本发明的板簧着陆装置的飞行器的的主视图。
28.图4是本发明的一实施例的板簧着陆装置的主视图。
29.图5是表示本发明的一实施例的因着陆而产生变形的板簧着陆装置的图。
30.图6是表示本发明的一实施例的板簧着陆装置的框架的图。
31.图7是表示本发明的另一实施例的板簧着陆装置的框架的图。
32.图8是比较了本发明的板簧着陆装置的框架和以往着陆装置的框架的图表。
33.图9是表示本发明的板簧着陆装置的特性的图表。
34.图10及图11是比较了本发明的板簧着陆装置和以往着陆装置的位移及变形率的图表。
具体实施方式
35.下面，参照附图对具有如上所述结构的本发明的板簧着陆装置进行详细说明。
36.图3及图4涉及本发明的板簧着陆装置，图3表示搭载有板簧着陆装置的飞行器的主视图，图4表示本发明的一实施例的板簧着陆装置的主视图。
37.参照图3，本发明的板簧着陆装置100可搭载于飞行器10的机体11下部，所述飞行器10可由小型飞机、轻型飞机、直升机、无人机等多种类型组中的任一个构成。其中，所述板簧着陆装置100的一端可结合在所述机体11上，并且可配置为吸收飞行器10的起落时产生的冲击。尤其，所述板簧着陆装置100能够吸收当飞行器10以较高的速度着陆时产生的较高的冲击荷载。下面，在以下内容中将飞行器10的行驶方向定义为前后方向，将空中和地面之间定义为上下方向来进行说明，并且在飞行中，由于飞行器10的姿势可能有变化，将以置于地面上的状态下的形状为基准进行说明。
38.参照图4，本发明的板簧着陆装置100可被构造为包括彼此连接的第一框架110、第二框架120及第三框架130。此时，本发明的板簧着陆装置100可被构造为双腿形式，并且可被形成为在第一框架110的左右侧端部依次连接有一双第二框架120及第三框架130。此时，所述第一框架110可被形成为圆心形成在下侧的弧形，所述第一框架110的中心也可被构造为其他形状，以便能够搭载到上述飞行器10的机体11。或者，也可在所述机体11的左右侧连接有一双第一框架110、第二框架120及第三框架130。
39.所述第二框架120可包括在彼此不同的方向上形成有圆心的第2-1框架121和第2-2框架122。此时，所述第2-1框架121和第2-2框架122可分别构造为圆心形成在右侧和左侧的弧形。由此，所述第2-1框架121和第2-2框架122可折弯成“s”字形。而且，所述第三框架130的至少一部分可形成为以下侧为中心折弯的弧形。此时，所述第一框架110、所述第二框架120及所述第三框架130也可形成为一体，而且根据所搭载的飞行器10的种类，可由金属或复合材质等形成。
40.本发明的板簧着陆装置100可进一步包括配置在所述第二框架120的阻尼器140。此时，所述阻尼器140的两端可分别与所述第2-1框架121和所述第2-2框架122连接。其中，所述阻尼器140也可根据冲程特性而附着位置不同，可由橡胶、弹簧等的弹性体或油压、空压或油空压式等多种形式实现。
41.本发明的板簧着陆装置100还可进一步包括配置在所述第三框架130的端部的轮子150。而且，虽然没有额外图示，在所述第三框架130的端部还可配置有沿前后方向延伸的滑撬(skid)。
42.图5及图6涉及本发明的一实施例的板簧着陆装置，图5示出表示因着陆而产生变
形的板簧着陆装置的主视图，图6示出表示板簧着陆装置的框架的图。
43.参照图5，当本发明的板簧着陆装置100着陆到地面时，由于机体11的荷载，可能会产生规定的变形。此时，所产生的变形的变形量δ冲程为用于决定缓冲的因素，所述变形量δ越大则越有利，但可能还会出现因耗散能而向空中反弹的现象。于是，本发明的板簧着陆装置100可通过第一框架110、第二框架120及第三框架130的结构及配置在所述第二框架120的阻尼器140来降低反弹现象。因此，可减少传递到机体11的能量，让乘客感到更加舒适。
44.参照图6，所述第一框架110、所述第二框架120及所述第三框架130可在左右方向上具有基准宽度a，并在上下方向上具有基准高度b。此时，所述第二框架120的高度可形成为大于所述第一框架110和所述第三框架130各自的高度。其中，所述第三框架130的高度可形成为大于所述第一框架110的高度。在一个例子中，所述第一框架110、所述第二框架120及所述第三框架130的高度比可为1：3：2。
45.所述第二框架120的第2-1框架121和第2-2框架122的拐点也可配置在所述第一框架110和所述第三框架130的端部的中心部。此时，当配置在正中央时，以所述第二框架120的拐点为基准，到所述第一框架110的端部和到所述第三框架130的端部的长度可以相对应。此时，所述中心部可以表示基准宽度a的0.4到0.6之间。而且，所述第2-1框架121或所述第2-2框架122的宽度a’也可形成为所述基准高度b的1/8以下。
46.如上所述，所述阻尼器140的上下两端可以与所述第2-1框架121和所述第2-2框架122连接。此时，所述阻尼器140可配置为：以上端为基准，下端以规定角度θ倾斜，在将与所述第三框架130邻接的方向假设为正(+)方向，将相反方向假设为负(-)方向时，根据冲程特性，所述阻尼器140的规定角度θ也可形成为-10
°
至+15
°
之间。
47.图7涉及本发明的另一实施例的板簧着陆装置，图7示出表示板簧着陆装置的框架的图。
48.参照图7，本发明的板簧着陆装置100的所述第三框架130也可包括第3-1框架131及第3-2框架132，从而折弯成“s”字形。此时，所述第3-1框架131与所述第二框架120连接，可以以圆心形成在下侧的方式折弯成弧形，所述第3-2框架132与所述第3-1框架131连接，可以以圆心形成在上侧的方式折弯成弧形。其中，第3-1框架131的圆心也可以偏置于右侧，所述第3-2框架132的圆心也可以偏置于左侧。而且，所述第3-1框架131和所述第3-2框架132的拐点可配置在所述第三框架130的左右宽度的中心部。
49.在图6和图7中一并示出直线形框架21和圆弧形框架22，在后述内容中将对具有相同的基准宽度a和基准高度b的本发明的板簧着陆装置100和所述直线形框架21及圆弧形框架22进行比较。
50.图8及图9涉及本发明的板簧着陆装置，图8示出对本发明的板簧着陆装置的框架和以往着陆装置的框架进行比较的图表，图9示出表示本发明的板簧着陆装置的特性的图表。
51.在图8中表示在着陆时摩擦力(p)和地面荷载，力矩(n)可由以下式形成。
52.1f＝p
z-μpi53.此时，变形与力矩成正比，力矩越大，则所产生的变形越大。如图8所示，圆弧形框架22与线性框架21相比所作用的力矩更小，因此比相同的荷载，变形量更少。相反，本发明的板簧着陆装置100以中央部为中心，在外侧支腿部上作用的力矩更大。而且，随着在根部
上作用的力矩相对小，变形量较大。因此，作用有最大力矩的根部能够以如线性或椭圆形的剖面积来满足强度。其中，上述本发明的另一实施例的板簧着陆装置100b与本发明的一实施例的板簧着陆装置100a相比变形更大，因此可适合于滑撬型，本发明的一实施例的板簧着陆装置100a相对可适合于轮子型。
54.参照图9的(a)，根据本发明的板簧着陆装置100的下降速度和着陆荷载，冲程长度可能有变化。而且，以设计时设定的数值为基准，可以选择设计基准高度a、基准宽度b、滑撬型或轮子型等。而且，在与以往的圆弧形框架22比较时，如图9的(b)所示，可具有能够实现更加稳定的着陆并通过弹性体来类似实现油空压形式的优点。
55.图10及图11涉及本发明的板簧着陆装置，图10及图11分别表示对本发明的板簧着陆装置和以往着陆装置的位移及变形率进行比较的图表。
56.在图10及图11的(a)至(d)中示出按照下表设定设计变量并进行解析的上述线性框架21、圆弧形框架22、一实施例的板簧着陆装置100a及另一实施例的板簧着陆装置100b。
57.表1
[0058][0059]
除此之外，在图10及图11中示出将各框架的厚度t及宽度分别输入为24mm和150mm来解析的结果。
[0060]
参照图10及图11，关于所计算的变形率δ冲程，图中示出所述线性框架21为110mm，所述圆弧形框架22为87mm，一实施例的板簧着陆装置100a为176mm，另一实施例的板簧着陆装置100b为177mm。如此，可知本发明的板簧着陆装置100的变形率δ与以往形状的变形率δ的相差较大。而且，可知随着所述变形率δ的增加，缓和及吸收冲击的性能变强。
[0061]
本发明并不限于上述实施例，当然可应用于各种范围，在不脱离权利要求书中所要求保护的本发明要点的范围内，本发明所属领域的技术人员都能进行各种变形实施。
[0062]
附图标记说明
[0063]
10：飞行器
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11：机体
[0064]
21：线性框架
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22：圆弧形框架
[0065]
100：板簧着陆装置
[0066]
110：第一框架
[0067]
120：第二框架
[0068]
121：第2-1框架122：第2-2框架
[0069]
130：第三框架
[0070]
131：第3-1框架
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
132：第3-2框架
[0071]
140：阻尼器
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150：轮子

技术特征：
1.一种板簧着陆装置，搭载于飞行器的机体下部，其特征在于，包括：与所述机体连接且以圆心形成于下侧的方式折弯的第一框架；与所述第一框架连接的第二框架；及与所述第二框架连接且以圆心形成在下侧的方式至少一部分折弯的第三框架，所述第二框架包括向彼此相反的方向形成有圆心的第2-1框架及第2-2框架，从而折弯成“s”字形。2.根据权利要求1所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第一框架、所述第二框架及所述第三框架形成为一体。3.根据权利要求2所述的板簧着陆装置，其特征在于，一双所述第二框架及所述第三框架分别配置在所述第一框架的两侧端部且形成为双腿形式。4.根据权利要求1所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第三框架包括与所述第二框架连接且以圆心形成在下侧的方式折弯的第3-1框架及与所述第3-1框架连接且以圆心形成在上侧的方式折弯的第3-2框架，从而折弯成“s”字形。5.根据权利要求4所述的板簧着陆装置，其特征在于，在飞行器着陆时，所述第3-2框架与地面接触。6.根据权利要求1所述的板簧着陆装置，其特征在于，进一步包括阻尼器，所述阻尼器的两端连接在所述第2-1框架和所述第2-2框架之间。7.根据权利要求6所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述阻尼器配置为在与所述第2-1框架连接的一端上以下侧为基准另一端倾斜规定角度，所述规定角度形成为-10
°
至+15
°
之间。8.根据权利要求1所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第二框架的上下方向的高度形成为大于所述第一框架及所述第三框架的上下方向的高度。9.根据权利要求8所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第三框架的上下方向的高度形成为大于所述第一框架的上下方向的高度。10.根据权利要求8所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第2-1框架和所述第2-2框架之间的拐点以第一框架及第三框架的端部为基准位于两侧方向的中心。11.根据权利要求10所述的板簧着陆装置，其特征在于，所述第2-1框架和所述第2-2框架分别在两侧方向上形成有圆心。12.根据权利要求1所述的板簧着陆装置，其特征在于，进一步包括与所述第三框架的另一端连接的轮子。

技术总结
本发明涉及一种搭载于飞行器的机体下部的板簧着陆装置，更为详细地涉及一种板簧着陆装置，包括：与所述机体连接且以圆心形成在下侧的方式折弯的第一框架；与所述第一框架连接的第二框架；及与所述第二框架连接且以圆心形成在下侧的方式至少一部分折弯的第三框架，所述第二框架包括向彼此相反的方向形成有圆心的第2-1框架及第2-2框架，从而折弯成“S”字形。本发明的板簧着陆装置提高了缓和及吸收冲击的能力。的能力。的能力。


技术研发人员：李正镇
受保护的技术使用者：韩国航空宇宙研究院
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/5/18