本發(fā)明涉及一種飛行器起落架組件和包括一個或多個該飛行器起落架的飛行器，并且還涉及一種形成飛行器起落架組件軸承的方法以及形成或維護飛行器起落架組件的方法。

背景技術：

飛行器起落架組件可包括結構構件，這些結構構件經(jīng)由聯(lián)接件或接頭聯(lián)接，該聯(lián)接件或接頭包括一個或多個軸承。例如，這些構件可經(jīng)由銷接頭可動地聯(lián)接。銷接頭會大體包括多個軸承，每個軸承位于銷和其中一個結構構件之間。

可將飛行器起落架接頭設計成承受超過400mpa的靜態(tài)壓力。靜態(tài)壓力由于在飛行器處于地面上的同時作用在接頭上的第一和第二結構構件產(chǎn)生；例如，在飛行器滑行期間，側撐鏈接件的凸耳作用在共用銷接頭上，其中，銷接頭經(jīng)受多方向負載。

也可將飛行器起落架組件接頭設計成承受約150mpa的動態(tài)壓力，該動態(tài)壓力由于結構構件之間的運動而產(chǎn)生；例如，在起落架于展開和收起狀況之間的鉸接期間。

通常對飛行器起落架組件接頭周期性地加油脂，以在軸承表面處維持低摩擦系數(shù)，從而控制磨損量并且清除污染物?？蓪⒁惑w油脂通道設置在一個或多個結構構件內(nèi)，以使得油脂能在維修操作期間引入至軸承表面。

然而，本發(fā)明人已認識到的是，油脂通道會導致增大接頭復雜度。油脂通道還會導致應力增大，以在銷接頭中限定弱化區(qū)域。此外，維修工程師在維修期間會忽視接頭，從而導致增大摩擦和磨損。還可將不同類型的油脂引入到接頭中，從而導致潤滑性能損失。油脂還可能在持續(xù)負載下移位，導致缺少潤滑劑的區(qū)域。

本發(fā)明人還已認識到，能減小已知起落架組件的質量。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種飛行器起落架組件，該飛行器起落架組件包括第一結構構件，該第一結構構件經(jīng)由機械聯(lián)接件聯(lián)接于第二結構構件，該機械聯(lián)接件包括軸承，該軸承包括管狀本體，該管狀本體限定第一軸承表面，該第一軸承表面設置成接觸聯(lián)接件的第一相對面，且該第一軸承表面由第一類型的纖維增強聚合物的第一管狀層所限定，該第一管狀層具有軸線并且含有第一類型的合成纖維，該第一類型的合成纖維圍繞和沿著軸承的軸線而卷繞，該軸承本體進一步包括第二類型的纖維增強聚合物的第二管狀層，該第二管狀層含有圍繞和沿著軸承的軸線而卷繞的第二類型的合成纖維，其中，第一和第二纖維增強聚合物的一種比另一種具有較大的壓縮強度特征，和/或其中，第一和第二纖維增強聚合物的一種比另一種具有較大自潤滑特征。此種設置可使得具有最大壓縮強度特征的纖維增強聚合物相比另一種具有最低自潤滑特征。

雖然將聚合物用于自潤滑軸承是眾所周知的，但發(fā)明人已知的聚合物軸承呈燒結沉淀材料的形式，且通過使用ptfe的例如小于1mm的薄層來提供潤滑。此類軸承設計成用在低負載接頭中，這些低負載接頭設置成承受約120mpa的靜態(tài)壓力并且具有受限的轉動。因此，這些已知的軸承并不適合于用在飛行器起落架組件中，其中，考慮到?jīng)_擊負載，軸承會經(jīng)歷超過400mpa的靜態(tài)壓力。本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)這里描述的聚合物軸承能承受超過600mpa的靜態(tài)壓力，并且在一些情形中當用作起落架組件中的管狀軸承時、承受超過750mpa的靜態(tài)壓力。與已知的起落架組件相比，根據(jù)本發(fā)明各實施例的起落架組件可導致顯著的重量減小。第一軸承層的自潤滑特性也使得能夠省略油脂通道。本發(fā)明人還已發(fā)現(xiàn)，這里描述的復合長絲卷繞層軸承令人驚奇地耐受起落架聯(lián)接接頭內(nèi)的工作環(huán)境。這些軸承可適當?shù)匮诱挂耘c結構構件一起撓曲，與至少一些已知軸承相比，這會減小聯(lián)接件內(nèi)的內(nèi)部應力。與至少一些已知軸承相比，這些軸承還具有良好的錯位耐受性和較高的抗斷裂性。

第二類型的聚合物可具有比第一類型的聚合物大的壓縮強度特征，和/或第一類型的聚合物可具有比第二類型的聚合物大的自潤滑特征。此種設置可具體地用于飛行器起落架銷接頭，其中，軸承采取襯套的形式，該襯套靜態(tài)地裝配到凸耳孔中并且設置成在軸承的孔內(nèi)動態(tài)地承載傳統(tǒng)的樞轉銷。

第一類型的聚合物可包括環(huán)氧樹脂、樹脂或者熱固性材料，并且可容納干潤滑劑顆粒，這些干潤滑劑顆粒在軸承磨損時露出。第一類型的合成纖維可包括連續(xù)纖維，例如碳、芳族聚酰胺、玻璃、ptfe、聚酯或它們的組合。

第二類型的聚合物可包括環(huán)氧樹脂、樹脂或熱固性材料。較佳地是，第一類型和第二類型的聚合物匹配來用于固結目的。第一類型的合成纖維可包括連續(xù)纖維，例如碳、芳族聚酰胺、玻璃、ptfe、聚酯或它們的組合。

較佳地是，軸承的相對自潤滑層包括諸如石墨之類含有環(huán)氧樹脂的干潤滑劑顆粒，以及ptfe纖維和碳纖維的連續(xù)編織混合物。較佳地是，相對高強度的層包括含有環(huán)氧樹脂的玻璃纖維。發(fā)現(xiàn)此種組合物在處理超過600mpa的靜態(tài)壓力并且為起落架聯(lián)接件或接頭時尤其有效。

該軸承本體可限定第二軸承表面，該第二軸承表面設置成接觸聯(lián)接件的第二相對面，該本體使得第一軸承表面與第二軸承表面分開，以使得管狀軸承本體的厚度限定在第一軸承表面和第二軸承表面之間，其中，第一層的厚度小于管狀軸承本體的總體厚度的1/4。

軸承本體可包括第三類型的纖維增強聚合物的第三管狀層，該第三管狀層含有圍繞第二管件卷繞的第三類型的合成纖維。第二類型的聚合物可具有比第三類型的聚合物大的壓縮強度特征，且第三類型的聚合物可具有比第二類型的聚合物大的自潤滑特征。第三類型在兩種情形中均可與第一類型相同。

第一管件可以是實心的以限定實心銷狀軸承。在這些實施例中，內(nèi)部管件可由相對較強的纖維增強聚合物形成，而外部管件可由相對自潤滑的纖維增強聚合物形成。

聯(lián)接件可設置成將第一結構構件可動地聯(lián)接于第二結構構件，以使得聯(lián)接件的第一相對面相對于第一軸承表面運動。

第一軸承表面和第一相對面可各自在橫截面上是圓形的，以使得聯(lián)接件設置成允許第一結構構件相對于第二結構構件繞軸承的軸線而轉動。

聯(lián)接件可包括銷，該銷安裝在穿過第一和第二結構構件形成的孔內(nèi)，以限定銷接頭，該軸承設置在銷(一方面)以及第一和第二部件的一個或多個(另一方面)之間，該銷限定聯(lián)接件的第一相對面。

該軸承可在一個端部處包括徑向凸緣，該徑向凸緣包括纖維增強聚合物的徑向延伸層，該徑向延伸層具有軸線并且含有圍繞軸承的軸線徑向地卷繞的合成纖維。

起落架組件可包括上文所限定的多個軸承，每個軸承均具有相應的軸承表面，該軸承表面與聯(lián)接件的相應相對面相接觸。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種飛行器，該飛行器包括根據(jù)第一方面的一個或多個飛行器起落架組件。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種形成用在飛行器起落架組件中的軸承的方法，該方法包括：

形成第一類型的纖維增強聚合物的第一管狀層，該第一管狀層具有軸線并且含有第一類型的合成纖維，且該第一類型的合成纖維圍繞且沿著軸承的軸線而卷繞；

形成第二類型的纖維增強聚合物的第二管狀層，該第二管狀層含有第二類型的合成纖維，且該第二類型的合成纖維圍繞且沿著第一管狀層的外表面而卷繞；以及

使得第一和第二層固化以形成固結的管狀本體。

第一方面的可選特征以類似的方式應用于第三方面的方法；例如，第一和第二纖維增強聚合物的一種可比另一種具有較大的壓縮強度特性，和/或第一和第二纖維增強聚合物的一種可比另一種具有較大的自潤滑特性。

纖維增強聚合物的管狀層可各自以傳統(tǒng)的方式形成；例如，長絲卷繞工藝，其中，預浸漬有未固化聚合物的纖維束圍繞諸如心軸的工具或者纖維增強聚合物的預卷繞內(nèi)層而卷繞。

該方法可包括：

通過加工去除第二管狀層的一部分以留下徑向凸緣，而在軸承上形成徑向凸緣；以及

可選地將一層自潤滑材料粘結至凸緣的軸向表面。

該方法可包括形成徑向凸緣并且將徑向凸緣粘結于管狀本體的軸向端面，該徑向凸緣在橫截面上比管狀本體大。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種形成或維護飛行器起落架組件的方法，該起落架組件包括第一結構構件，該第一結構構件經(jīng)由機械聯(lián)接件聯(lián)接于第二結構構件，該機械聯(lián)接件包括軸承，該軸承限定第一軸承表面，該第一軸承表面設置成接觸該聯(lián)接件的第一相對面，該方法包括：

可選地將已磨損軸承從機械聯(lián)接件中移除；以及

將軸承裝配至聯(lián)接件，該軸承限定第一軸承表面，該第一軸承表面設置成接觸聯(lián)接件的第一相對面，且該第一軸承表面由第一類型的纖維增強聚合物的第一管狀層所限定，該第一管狀層具有軸線并且含有第一類型的合成纖維，該第一類型的合成纖維圍繞和沿著軸承的軸線而卷繞，該軸承進一步包括第二類型的纖維增強聚合物的第二管狀層，該第二管狀層含有圍繞和沿著軸承的軸線而卷繞的第二類型的合成纖維，其中，第一和第二纖維增強聚合物的一種比另一種具有較大的壓縮強度特征，和/或其中，第一和第二纖維增強聚合物的一種比另一種具有較大自潤滑特征。

附圖說明

現(xiàn)將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中：

圖1是現(xiàn)有技術起落架組件的局部剖視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的起落架組件的局部剖視圖；

圖3是圖2的軸承的剖視圖；

圖4a和4b是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的起落架組件軸承的組裝方法的剖視圖；

圖5a和5b是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的組裝方法的剖視圖。

具體實施方式

圖1示出傳統(tǒng)起落架組件100的一部分，其中，第一結構構件12經(jīng)由銷接頭樞轉地聯(lián)接于第二結構構件14。第一結構構件12、14以凸耳終止，該凸耳具有成對臂12a、12b，該成對臂在它們之間限定空間，該空間將尺寸設定為接納限定在第二結構構件14的端部處的凸耳的第一臂14a和第二臂14b。每個臂12a、12b、14a、14b均包括孔，以使得當凸耳對準時、銷16能由每個孔接納，以將第一結構構件12樞轉地聯(lián)接于第二結構構件14。第一和第二結構構件12、14可例如是主配件附連凸耳，主配件通過這些主配件附連凸耳樞轉地聯(lián)接于機身、側撐鏈接件、扭矩鏈接件、鎖定鏈接件、縮短鏈接件、轉向架樞軸銷、致動器附件等等。

每個凸耳孔設有平面軸承18，該平面軸承具有本體18a，該本體大體相對于銷16的縱向軸線a平行地延伸，以位于凸耳和銷16之間，從而在使用中支承銷16。軸線a還可描述軸承18的軸線。因此，每個軸承18的本體18a限定軸承表面，該軸承表面在使用中與銷16的軸承相對面協(xié)配。每個軸承本體的長度可由凸耳臂12a、12b、14a、14b在凸耳孔處的寬度所限定；典型的本體18a的長度示例在20mm和100mm之間。

每個軸承18還具有徑向凸緣18b，該徑向凸緣抵抗側向負載，用于限制軸承18穿過凸耳孔的軸向行程，并且軸承18可由該徑向凸緣附連于凸耳。

銷接頭16設計成承受由于橫貫每個軸承本體18a的靜態(tài)壓力所產(chǎn)生的操作負載，該靜態(tài)壓力具有至少300mpa，并且在一些情形中壓力超過約400mpa。該接頭還可設計成在起落架構件于各狀況之間運動時承受約150mpa的動態(tài)壓力。由于這樣，軸承18大體由鋁青銅或不銹鋼形成。

油脂通道20設置在結構構件14a、14b的至少一些內(nèi)，以使得油脂潤滑劑之類能在維修操作期間引入至軸承表面。然而，本發(fā)明人已認識到的是，油脂通道20會導致增大接頭復雜度。油脂通道20還會導致應力增大，以在銷接頭中限定弱化區(qū)域。此外，維修工程師在維修期間會忽視接頭，從而導致增大摩擦和磨損。還可將不同類型的油脂引入到接頭中，從而導致潤滑性能損失。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的起落架組件10的一部分。該起落架組件10類似于圖1的起落架組件100，其中，凸耳、軸承以及銷一起限定結構構件之間的聯(lián)接件。

附加地參照圖3，管狀軸承22各自具有大體圓筒形的管狀本體24和可選的徑向凸緣26。在其它實施例中，管狀本體24可具有不同的橫截面輪廓；例如矩形輪廓。

限定管狀本體24的內(nèi)部孔限定第一軸承表面b1，該第一軸承表面在使用中設置成支承圖2的銷16。管狀本體24的外部圓柱形表面限定第二軸承表面b2，該第二軸承表面在使用中設置成與凸耳孔表面靜態(tài)地接合，以使得軸承22例如借助過盈配合保持在凸耳孔內(nèi)。軸承表面b1和b2是平行的；然而，在其它實施例中，該軸承能包括不平行側部，例如錐形或球形軸承。軸承表面b1、b2之間的距離限定管狀本體24的厚度tb。該軸承厚度tb可例如在4mm和25mm之間。

管狀本體24可由同心對纖維增強聚合物管件28、30形成。內(nèi)部管件28由第一類型的纖維增強聚合物的管狀層形成，該管狀層具有軸線a并且含有第一類型的合成纖維，該第一類型的合成纖維圍繞且沿著軸承22的軸線a而卷繞。外部管件30由第二類型的纖維增強聚合物的管狀層形成，該管狀層含有圍繞第一管件28卷繞的第二類型的合成纖維。第二類型的聚合物可具有比第一類型的聚合物大的壓縮強度特征，且第一類型的聚合物可具有比第二類型的聚合物大的自潤滑特性。技術人員通過常規(guī)實驗將能夠測量給定軸承的壓縮強度和潤滑特性。內(nèi)部管件28可例如具有在1和3mm的之間的均勻厚度，而外部管件例如具有高達20mm的均勻厚度。

第一類型的聚合物可包括環(huán)氧樹脂、樹脂或者熱固性材料，并且可容納干潤滑劑顆粒，這些干潤滑劑顆粒保持在聚合物內(nèi)并且在軸承磨損時釋放。第一類型的合成纖維可包括連續(xù)纖維，例如碳、芳族聚酰胺、玻璃、ptfe、聚酯或它們的組合。

第二類型的聚合物可包括環(huán)氧樹脂、樹脂或熱固性材料。較佳地是，第一類型和第二類型的聚合物匹配來用于固結目的。第一類型的合成纖維可包括連續(xù)纖維，例如碳、芳族聚酰胺、玻璃、ptfe、聚酯或它們的組合。

每個層28、30內(nèi)的纖維能以傳統(tǒng)的方式涂覆有未固化聚合物并且例如使用心軸圍繞軸承的軸線a卷繞，從而以螺旋的方式沿著軸承22的管狀長度軸向地延伸。以此方式設置的軸向層的數(shù)量會確定軸承層的厚度。這些纖維能相對于縱向軸線a以在30和75度之間的角度編織，并且在一些示例中以45度編織。一旦已形成兩個或更多個管件層28、30，就能以傳統(tǒng)的方式、例如以熱處理來固化軸承本體。

較佳地是，相對自潤滑的層包括諸如石墨之類含有環(huán)氧樹脂的干潤滑劑顆粒以及ptfe纖維和碳纖維的連續(xù)編織混合物，且較佳地是，相對較高強度的層包括含有環(huán)氧樹脂的玻璃纖維，因為發(fā)現(xiàn)此種組合物在處理超過600mpa的靜態(tài)壓力時并且為接頭提供自潤滑時是尤為有效的。

在一個特定示例中，本體24的纖維增強聚合物材料可以是諸如之類的材料，較佳地是由ggb軸承技術(ggbbearingtechnology)所生產(chǎn)的高強度替代地是，可使用由達瑪公司(daemarinc.)生產(chǎn)纖維潤滑劑(fibre-lube)(tm)。

可選的徑向凸緣26具有第一軸向表面和第二軸向表面，該第一軸向表面限定第三軸承表面b3，而該第二軸向表面限定第四軸承表面b4。軸承表面b3和b4在該示例中是平行的，但并非必須如此。如圖4a和4b中所示，一旦第二層30已圍繞第一層28卷繞并且在該第一層上固化，就能通過加工該第二層30的圓柱形部分p來形成凸緣26，以留下徑向延伸的凸緣26a?？蓪⒅T如ptfe軸承帶之類的自潤滑材料的軸向層32施加于凸緣26a的外表面，以限定第四軸承表面b4。替代地，如圖5a和5b中所示，凸緣26可形成為任何合適材料的單部件34，該單部件能形成為墊圈的形狀并在36處化學地粘結于本體24以形成軸承。再者，凸緣部件34可設有自潤滑材料的軸向層32，以限定第四軸承表面b4。在所有的實施例中，凸緣能設置成使得能產(chǎn)生空間或腔室，否則軸承表面b1和b4會在此相遇，從而防止第二層30和動態(tài)鏈接相對面之間直接接觸。

根據(jù)本發(fā)明各實施例的軸承可包括第三管件(未示出)，該第三管件圍繞第二管件卷繞以限定第二軸承表面，該第三管件由第三類型的纖維增強聚合物的管狀層形成，該管狀層含有圍繞第二管件30卷繞的第三類型的合成纖維。第二類型的聚合物可具有比第三類型的聚合物大的壓縮強度特征，且第三類型的聚合物可具有比第二類型的聚合物大的自潤滑特征。第三類型在兩種情形中均可與第一類型相同。此外，在任何實施例中，最內(nèi)管件可以是實心的以限定銷狀軸承。在這些實施例中，可能的是，內(nèi)部管件將由相對較強的纖維增強聚合物形成，而外部管件將由相對自潤滑的纖維增強聚合物形成。

例如將從圖2中顯而易見的是，根據(jù)本發(fā)明各實施例的起落架組件可具有多個這里所限定的軸承，每個軸承均具有一個或多個相應的軸承表面，每個軸承表面均與聯(lián)接件的相應相對面動態(tài)地或靜態(tài)地接觸。聯(lián)接件的相對面可由結構元件、銷或其它聯(lián)接構件的表面所提供，或者通過軸承或者諸如滾子軸承的座圈之類的軸承部件來提供。

根據(jù)本發(fā)明各實施例的包括如上所述的自潤滑聚合物軸承的飛行器起落架組件允許能更容易地設計和分析結構構件并且能顯著地減小飛行器起落架組件的重量。這些軸承可應用于新的起落架，并且也可在維修、修理和大修期間改裝至服役起落架。

應注意的是，上述實施例說明而非限制本發(fā)明，并且本領域技術人員將能夠設計許多替代實施例，而不會偏離由所附權利要求所限定的本發(fā)明范圍。在權利要求書中，不應將放置在括號中的任何附圖標記理解為限制這些權利要求。詞語“包括”并不排除除了作為整體在任何權利要求或說明書中列舉的那些構件或步驟以外的構件或步驟的存在。元件的單數(shù)引用并不排除對這些構件的復數(shù)引用，且反之亦然。本發(fā)明的各部件可借助包括若干不同構件的硬件來實施。在列舉若干部件的裝置權利要求中，這些部件中的幾個可以由一項或同一項硬件來實施。在相互不同的從屬權利要求中描述了特定措施的事實并不意味著這些措施的組合不能用于產(chǎn)生良好效果。