一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器

1.本发明涉及起降缓冲结构，具体是涉及一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器。


背景技术：

2.随着飞行器的广泛应用，为满足不同情况下的任务需求，对飞行器的起降功能要求也愈发广泛。在直升机以较大速度坠落、星际探测器着陆、空天飞行器回收等任务环境中，要求起降装置吸收飞行器着陆时的能量、减小冲击过载，满足抗坠毁设计的高吸能起落架可以保证机组乘客安全，也可以提高着陆成功率。
3.目前现阶段的抗坠毁起落架缓冲器基本都是由一个低压气腔和一个高压气腔组成，正常起落和粗暴着陆时低压气腔工作，坠毁时高压气腔工作，两个工作腔都充有油气混合物；这种的缓冲器结构复杂、重量大、工艺性差、使用维护成本高。
4.另外常用的一次性压溃耐坠毁部件多为多孔金属，依靠塑性坍塌来吸收能量，但是压溃后金属仍占有一定体积，减小了缓冲行程，对吸收能量有一定程度的影响。同时，多孔金属的加工过程中存在不确定性，无法保证不同批次产品的缓冲吸能一致性。
5.一些胀筒缓冲器仅仅依靠胀筒尺寸设计，一旦安装使用后不能调节具体工作环境下的缓冲能力。需要更换使用，不方便。
6.还有一些胀筒缓冲器定位依靠限位销钉，但是在长周期使用下易发生疲劳失效，使得缓冲器在非坠毁状态下就开始扩径变形，失去耐坠毁缓冲能力。


技术实现要素：

7.发明目的：针对以上不足，本发明提供一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器。
8.技术方案：本发明所要解决的技术问题是一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器，包括：胀筒和活塞，所述活塞与所述胀筒形成充满油液的密闭油腔；所述胀筒的顶端设有开孔，开孔处安装有限制阀；所述限制阀上端与调节螺母之间连接弹簧，限制阀配合端盖形成排油空间，端盖外周环向均匀排列泄油孔，端盖和胀筒通过螺纹连接并通过垫圈拧紧，在整个缓冲器两端设置上耳片和下耳片连接外部机构。
9.作为优选的一种技术方案，所述胀筒下端通过锥头承载的外力，沿胀筒轴向运动，筒壁扩张变形，吸收能量。
10.作为优选的一种技术方案，所述胀筒包括变形段和未变形段，其中锥头设置在变形段内，活塞设置在未变形段内，活塞具有密封和导向性。未变形段的内径小于锥头最大外径，所述活塞阻止油液向锥头方向泄露，并提高胀筒变形稳定性。
11.作为优选的一种技术方案，所述锥头的锥面半锥角在20
°
至40
°
范围内。
12.作为优选的一种技术方案，通过调节螺母改变弹簧预压量，改变油腔内部承压极限，进而提高缓冲力。
13.作为优选的一种技术方案，所述限制阀与胀筒上端开孔活动配合，并有阀密封圈
防止油液泄漏。端盖和泄油孔具有排放高压油液的能力。
14.作为优选的一种技术方案，当所述胀筒开始变形挤压油液传递压力到限制阀，弹簧变形收缩使得限制阀向上移动，当压力大于阈值时，限制阀与胀筒上端开孔出现间隙，油液开始经过端盖的泄油孔向外喷出，限制阀具有密封和活动性。
15.作为优选的一种技术方案，所述端盖与胀筒上端的螺纹紧密配合，端盖与调节螺母通过螺纹紧密配合。
16.作为优选的一种技术方案，所述端盖与所述胀筒之间设置有盖密封圈。
17.作为优选的一种技术方案，所述活塞与所述胀筒之间配有活塞密封圈。
18.有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是可以灵活调节耐坠毁胀筒缓冲器工作阈值，有利于缓冲器在抗坠毁过程得到较大且稳定的缓冲力；也可以直接通过合理串联或并联安装耐坠毁胀筒缓冲器组成耐坠毁胀筒缓冲器系统，加强飞行器抗坠毁能力；耐坠毁胀筒缓冲器使用方便，应用范围广；可适用于体型较小的飞行器，维护简单，更换方便，节省空间和材料。该缓冲器可以配合常规油气缓冲器应用于直升机起落架，也可单独或组合使用应用于无人机起。
附图说明
19.图1是本发明可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器的正向剖视图；
20.图2是本发明可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器的胀筒上侧与端盖之间内部正向剖视图，
21.图3是本发明可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器的侧向剖视图；
22.图4是本发明可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器的俯视图。
具体实施方式
23.如图1和图3所示，本实例中一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器，可用于且不限于各类飞行器的起降装置中，提升飞行器耐坠毁性能，同时也便于维护。在飞行器常规着陆时，本实例中可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器不参与工作，在飞行器遭遇非常规着陆时，本实例中可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器开始工作。
24.该耐坠毁胀筒缓冲器包括：胀筒6和活塞8，其中活塞8与所述胀筒6形成充满油液的密闭油腔11；胀筒6包括变形段和未变形段，其中锥头9设置在变形段内，活塞8设置在未变形段内；未变形段的内径小于锥头9最大外径，所述活塞8阻止油液向锥头9方向泄露，并提高胀筒6变形稳定性，锥头9承载的外力，沿胀筒6轴向运动，筒壁扩张变形，吸收能量。
25.进一步的，在胀筒6的顶端设有开孔，开孔处安装有限制阀13；限制阀13上端与调节螺母2之间连接弹簧14，限制阀13配合端盖2形成排油空间，端盖3外周环向均匀排列泄油孔4，端盖3和胀筒通过螺纹连接并通过垫圈5拧紧，在整个缓冲器两端设置上耳片1和下耳片10连接外部机构。
26.应当理解的是，胀筒6在承受高于设定的载荷阈值后，在锥头9的作用下会开始塑性变形。油腔11内部充满油，使得胀筒6开始变形时，锥头9推动活塞8轴向运动，活塞承载的载荷能直接通过液压传递到限制阀13，限制阀13将载荷传递给弹簧14，弹簧14通过调节螺母2的松紧量控制限制阀13的活动范围。应当理解的是，当所述胀筒6开始变形挤压油液传
递压力到限制阀13，弹簧14变形收缩使得限制阀13向上移动，当压力大于阈值时，限制阀13与胀筒6上端开孔出现间隙，油液开始经过端盖2的泄油孔4向外喷出。
27.在本实施例中，锥头9的锥面半锥角在20
°
至40
°
范围内。
28.在本实施例中，所述限制阀13与胀筒6上端开孔活动配合，并设置有阀密封圈12防止油液泄漏。
29.在本实施例中，所述端盖3与胀筒6上端的螺纹紧密配合，端盖3与调节螺母2通过螺纹紧密配合。
30.在本实施例中，所述端盖3与所述胀筒6之间设置有盖密封圈5。
31.在本实施例中，所述活塞8与所述胀筒6之间配有活塞密封圈7。
32.在装配该缓冲器前需要进行校核，通过静载机给活塞8施加载荷，记录调节螺母松紧量和限制阀开始出现空隙的载荷记录标定，再结合胀筒6扩径变形能力，标记在缓冲器明显位置或说明书上，以此作为该缓冲器缓冲能力的指标。
33.如图4所示，当调节螺母2旋紧程度越大时，弹簧14预紧力越大，则限制阀13活动范围越小，油腔11内液体越不容易通过泄油孔4排出，缓冲器的耐坠毁工作阈值越高；当调节螺母2旋紧程度越小时，弹簧14预紧力越小，则限制阀13活动范围越大，油腔11内液体越容易通过泄油孔4排出，缓冲器的耐坠毁工作阈值就越低。
34.当认为该缓冲器无坠毁预期，则在使用前可以完全旋紧调节螺母2，此时弹簧2的剩余变形量不足以限制阀13离开胀筒6上端开孔产生空隙，油腔11内液体无法排出，该缓冲器完全不会工作；当认为该缓冲器有坠毁预期，则在使用前可以根据说明书具体载荷旋转调节螺母2，此时弹簧2的剩余变形量可以让限制阀13离开胀筒6上端开孔产生空隙，油腔11内液体能顺利排出，结合胀筒6变形吸能，该缓冲器完成耐坠毁缓冲；一些情况下，也可以完全旋松调节螺母2，在油腔11内既可以不充满液体，也可以不充液体，也可以充其他液体。
35.在该缓冲器完成耐坠毁缓冲后，经扩口机替换已变形的胀筒件，更换密封圈后，其他零件可以继续使用。本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
36.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于，包括：胀筒(6)和活塞(8)，所述活塞(8)与所述胀筒(6)形成充满油液的密闭油腔(11)；所述胀筒(6)的顶端设有开孔，开孔处安装有限制阀(13)；所述限制阀(13)上端与调节螺母(2)之间连接弹簧(14)，限制阀(13)配合端盖(2)形成排油空间，端盖(3)外周环向均匀排列泄油孔(4)，端盖(3)和胀筒通过螺纹连接并通过垫圈(5)拧紧，在整个缓冲器两端设置上耳片(1)和下耳片(10)连接外部机构。2.根据权利要求1所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于，所述胀筒(6)下端通过锥头(9)承载的外力，沿胀筒(6)轴向运动，筒壁扩张变形，吸收能量。3.根据权利要求2所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于，所述胀筒(6)包括变形段和未变形段，其中锥头(9)设置在变形段内，活塞(8)设置在未变形段内；未变形段的内径小于锥头(9)最大外径，所述活塞(8)阻止油液向锥头(9)方向泄露，并提高胀筒(6)变形稳定性。4.根据权利要求3所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：所述锥头(9)的锥面半锥角在20
°
至40
°
范围内。5.根据权利要求1所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：通过调节螺母(2)改变弹簧(14)预压量，改变油腔(11)内部承压极限，进而提高缓冲力。6.根据权利要求5所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于，所述限制阀(13)与胀筒(6)上端开孔活动配合，并设置有阀密封圈(12)防止油液泄漏。7.根据权利要求5所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：当所述胀筒(6)开始变形挤压油液传递压力到限制阀(13)，弹簧(14)变形收缩使得限制阀(13)向上移动，当压力大于阈值时，限制阀(13)与胀筒(6)上端开孔出现间隙，油液开始经过端盖(2)的泄油孔(4)向外喷出。8.根据权利要求7所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：所述端盖(3)与胀筒(6)上端的螺纹紧密配合，端盖(3)与调节螺母(2)通过螺纹紧密配合。9.根据权利要求1所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：所述端盖(3)与所述胀筒(6)之间设置有盖密封圈(5)。10.根据权利要求1所述的耐坠毁胀筒缓冲器，其特征在于：所述活塞(8)与所述胀筒(6)之间配有活塞密封圈(7)。

技术总结
本发明公开了一种可调节缓冲能力的耐坠毁胀筒缓冲器，包括胀筒、锥头、活塞、限制阀块、弹簧、调节螺母、泄油孔，胀筒内设置油腔，并安装密封圈防止泄露；该耐坠毁胀筒缓冲器可以灵活调节耐坠毁胀筒缓冲器工作阈值，有利于缓冲器在抗坠毁过程得到较大且稳定的缓冲力；也可以直接通过合理串联或并联安装耐坠毁胀筒缓冲器组成耐坠毁胀筒缓冲器系统，加强飞行器抗坠毁能力。坠毁能力。坠毁能力。


技术研发人员：魏小辉 胡成亮 房兴波 刘一超 冉兴聪
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/5/16