一种飞机阻力伞锁和阻力伞抛放方法与流程

本发明涉及飞机系统设计技术，涉及到飞机阻力伞用的一种阻力伞锁和对阻力伞的抛伞、放伞方法。

背景技术：

1、飞机阻力伞安装在机体尾部阻力伞舱，用于飞机着陆过程中使用阻力伞缩短飞机滑跑距离。阻力伞锁是飞机阻力伞放伞或抛伞的重要设备，阻力伞的可靠性对飞机着陆过程出现的机轮爆破等突发事件时临时终止飞行任务，确保飞行安全具有重要的意义。

2、目前飞机着陆阻力伞系统主要由控制部分、阻力伞锁、阻力伞舱门锁、阻力伞等组成。飞机着陆后，飞行员操纵仪表板上的阻力伞开关，将其置于放伞位置。冷气进入阻力伞锁腔内，推动活塞逆航向运动，阻力伞锁运动到上锁位置。同时，拨叉机构通过调整钢索拉动舱门锁，阻力伞舱门打开。引导伞在其本身自备的引导弹簧作用下，有力的弹出并迅速张满，拉出主伞，主伞在约三秒内张满。即第一个放伞动作。抛伞动作的完成仍是由冷气系统驱动。飞行员操纵仪表板上的阻力伞开关，将其扳到抛伞位置，冷气进入阻力伞锁的腔内，推动活塞向顺航向运动，完成活塞的全部行程。阻力伞锁锁钩张开最大角度，阻力伞挂环脱落，将阻力伞抛掉，完成全部程序。抛伞动作的完成必须在放伞动作完成后进行，通过电路上的联锁保证。

3、作为飞机着陆减速的重要系统，上述所使用的阻力伞锁沿用了传统的气动技术，其可靠性低，飞机在着陆时发生的伞舱门打不开，意外放伞，放不出伞，不能抛伞等故障较多，影响了飞行任务的完成，严重时飞机因不能有效减速，发生冲出跑道的事故。

技术实现思路

1、根据飞机阻力伞锁研制的需求和现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种全电机电作动技术及超磁致伸缩技术的阻力伞锁，以降低飞机阻力伞系统的故障率，避免了传统冷气气源压力减小，漏气和机构载荷增大等对阻力伞系统的影响，节省维护时间。本发明的阻力伞锁和阻力伞抛放系统余度高，可靠性高，ema及gma电气控制过程方便快捷，不需要传统气动型阻力伞锁的冷气提供，也不需要传统液压型阻力伞锁的液压油供应，也不需要爆炸型阻力伞锁使用的火工品填充。

2、第一方面，本发明提供一种飞机阻力伞锁，所述阻力伞锁一端分别通过ema尾部接头、gma尾部接头固定在飞机阻力伞舱的机体上，阻力伞锁的另一端分别通过ema作动器锁头机构的锁钩、gma作动器锁头机构的锁钩分别连接两个挂锁环，两个锁环通过连接绳索连接同一个阻力伞。

3、进一步的，阻力伞锁结构含有锁壳、锁钩、衬套、弹簧、滚轮、滑块、输出杆—活塞、蝶形弹簧、上端盖、导磁侧壁、永磁体、激励线圈、线圈骨架、下导磁环、下导磁体、gma外壳、terfenol-d棒、上导磁体、上导磁环、gma作动器控制器、gma电流传感器、gma位移感器、直流电源、gma作动器电源开关、gma尾部接头、gma挂锁环、ema作动器锁头机构、永磁同步电机、电机驱动器、ema作动器控制器、ema的力传感器、ema的位移传感器、滚珠丝杠、减速器、联轴器、ema作动器电源开关、三相交流电线路、ema尾部接头、ema挂锁环和连接绳索；

4、gma尾部接头2-1通过内螺纹与下导磁体2-8一端的外螺纹连接，下导磁体2-8靠另一端的内螺纹与下导磁环2-9的外螺纹连接；terfenol-d棒2-10插入在下导磁环2-9和上导磁环2-11正中间的中心孔，上导磁环2-11一端的外螺纹与上导磁体2-12一端的内螺纹连接；上端盖2-13与输出杆—活塞2-15同轴，且上端盖2-13靠内孔与输出杆—活塞2-15的端面外圆连接，两者间隙配合，中间有空气间隙2-14；上导磁环2-11与上导磁体2-12的内孔也存在空气间隙2-14；空气间隙2-14保证了terfenol-d棒2-10能够沿着轴向伸长或收缩，从而驱动输出杆—活塞2-15沿轴向的运动；蝶形弹簧2-3安装在输出杆—活塞2-15和gma外壳2-2之间；滑块2-16靠内螺纹与输出杆—活塞2-15的外螺纹连接；

5、线圈骨架2-7连接于下导磁环2-9的外圆和上导磁环2-11的外圆；激励线圈2-6缠绕在线圈骨架2-7上；导磁侧壁2-4的内螺纹与上导磁体2-12的外螺纹连接；永磁体2-5嵌入在导磁侧壁2-4内，靠各自结构凸台配合；gma外壳2-2包裹了整个gma作动器后部2；gma电流传感器2-22、gma位移传感器2-23安装于gma外壳2-2的内孔中，反馈各自信号给gma作动器控制器3；gma作动器锁头机构17通过锁钩2-18连接gma挂锁环19；gma挂锁环19通过连接绳索20连接到阻力伞上；

6、ema作动器锁头机构1与gma作动器锁头机构17相同，ema作动器锁头机构1与ema挂锁环18连接，ema挂锁环18通过连接绳索20连接到阻力伞上。电机驱动器10通过导线连接到永磁同步电机9上，永磁同步电机9的转轴通过联轴器8与减速器7的输入轴连接，减速器7的输出轴与滚珠丝杠6连接，滚珠丝杠6上安装有配套的ema的力传感器4和ema的位移传感器5。ema的力传感器4和ema的位移传感器5通过导线反馈不同的信号到ema作动器控制器11。三相交流电线路12连接ema作动器电源开关13，并负责对永磁同步电机9及电机驱动器10供电。ema尾部接头15通过内螺纹与ema作动器后部21的外螺纹相连。ema尾部接头15与机体阻力伞舱中的耳子座通过螺栓连接。

7、进一步的，gma作动器控制器控制下面的超磁致伸缩作动器，gma作动器尾部接头通过螺栓孔与飞机阻力伞舱的耳子座连接。gma作动器锁头机构通过锁钩连接阻力伞的挂锁环。根据超磁致伸缩原理，改变电流的大小和方向，控制输出杆-活塞及滑块在力的作用下来回移动，实现阻力伞的锁钩关闭或打开，阻力伞的gma挂锁环被锁住或抛出，实现阻力伞的放伞或抛伞。

8、进一步的，所述的阻力伞锁的ema机电作动器部分，由ema的力传感器、ema的位移传感器、滚珠丝杠、减速器、联轴器、永磁同步电机、电机驱动器、ema作动器控制器、ema作动器电源开关、ema尾部接头和三相交流电线路组成，实现机电作动器的功能，接通三相交流电，永磁同步电机开始运动，机械能传递到联轴器，减速器，滚珠丝杠，丝杠的运动实现阻力伞锁的输出杆-活塞及滑块运动，实现阻力伞的锁钩关闭或打开，阻力伞的挂锁环被锁住或抛出，实现阻力伞放伞或抛伞。所述阻力伞锁的ema机电作动器部分靠ema尾部接头与阻力伞舱的机体耳子座通过螺栓连接，ema机电作动器锁头机构的锁钩连接阻力伞的ema挂锁环。

9、进一步的，gmm作动器靠terfenol-d棒的超磁致伸缩效应实现阻力伞锁的打开和关闭。施加不同电流到线圈中产生变化的磁场强度，从而改变输出杆活塞的长度，从而产生位移，实现阻力伞锁滑块的移动，滑块机构在力的作用下来回移动，实现阻力伞的锁钩打开，阻力伞的挂锁环被抛出，实现阻力伞抛伞。

10、进一步的，所述的ema机电作动器有连接孔，在连接孔内压接一个衬套，形成接头的螺栓孔，方便安装到飞机阻力伞舱的机体结构上。

11、第二方面，本发明还提供一种飞机阻力伞抛放方法，所述方法采用所述的阻力伞结构实现，所述方法包括：

12、1)飞机驾驶舱分别设置驾驶员ema操纵按钮、驾驶员gma操纵按钮；驾驶员ema操纵按钮分别有放伞位置和抛伞两个位置，驾驶员gma操纵按钮分别有放伞位置和抛伞位置两个位置；

13、2)同时按下驾驶员ema操纵按钮或驾驶员gma操纵按钮到放伞位置，飞机阻力伞舱的舱门电磁开关打开，阻力伞舱门锁打开；阻力伞锁前端gma作动器开关电源接通，控制电流方向，推动活塞逆航向运动，阻力伞锁运动到上锁位，后端ema作动器交流电源接通，电机正转，推动活塞逆航向运动，阻力伞锁运动到上锁位；阻力伞的挂环被阻力伞锁的锁钩锁住，阻力伞处于放伞状态；

14、3)同时按下驾驶员ema操纵按钮或驾驶员gma操纵按扭到抛伞位置，飞机阻力伞舱的舱门电磁开关打开，液压舱门锁打开；阻力伞锁前端gma作动器开关电源上电，控制电流方向，推动活塞顺航向运动，阻力伞锁运动到开锁位，后端ema作动器交流电源上电，电机反转，推动活塞顺航向运动，阻力伞锁运动到开锁位；阻力伞的挂环抛出，阻力伞处于抛伞状态。

15、进一步的，通过电路上的联锁保证抛伞动作的完成必须在放伞动作完成后进行。

16、本发明的有益效果在于：本发明的飞机阻力伞锁安装方式简单，使用过程方便快捷，除驾驶舱操纵按钮外不需要其它专用工具，通过直接将电能转换为机械能，省去了传统液压或气动作动的复杂、超长管路。机电作动器(ema)则完全取消了液压或气动环节，采用减速器、滚珠丝杠等机械装置，实现运动转化。而超磁致伸缩作动器则进一步增加了阻力伞锁的余度。整个阻力伞锁能实现快速安装和拆卸，方便使用维护。