阅读说明：本技术 一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器 (Metal expansion cylinder-oil gas oil return type oil change hole undercarriage crash-resistant buffer ) 是由 魏小辉 韩雨莹 房兴波 王猛 聂宏 于 2021-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器,包括胀筒、安装在胀筒内的锥筒、锥筒与胀筒之间限位的定位销、安装在锥筒内的浮动活塞、活塞杆,浮动活塞顶部与锥筒内壁形成油腔,活塞杆内设置回油腔,回油腔内部一侧内壁设置若干凹槽,另一侧内壁设置凸块,所述凸块与凹槽一一匹配形成阻尼缝,浮动活塞上设置有油孔,油孔连通油腔和回油腔。回油腔通过凸块和凹槽配合形成大小变化的阻尼缝,实现不同位置的变阻尼,可以通过控制油液流速来改变缓冲力的大小,有利于缓冲器得到平滑的缓冲力曲线的同时在缓冲行程中后段能得到较大的缓冲力。(The invention discloses a metal expansion cylinder-oil gas return oil type crash-resistant buffer for an oil hole changing undercarriage, which comprises an expansion cylinder, a conical cylinder arranged in the expansion cylinder, a positioning pin for limiting between the conical cylinder and the expansion cylinder, a floating piston arranged in the conical cylinder and a piston rod, wherein the top of the floating piston and the inner wall of the conical cylinder form an oil cavity, an oil return cavity is arranged in the piston rod, a plurality of grooves are arranged on the inner wall of one side in the oil return cavity, convex blocks are arranged on the inner wall of the other side in the oil return cavity, the convex blocks and the grooves are matched one by one to form damping seams, and oil holes are arranged on the floating piston and communicated with the oil cavity and the oil return cavity. The oil return cavity forms a damping seam with variable size through the matching of the convex block and the groove, variable damping at different positions is realized, the size of buffering force can be changed by controlling the flow rate of oil liquid, and the buffer can obtain larger buffering force at the rear section in the buffering stroke while obtaining a smooth buffering force curve.)

一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器

技术领域

本发明涉及起降缓冲结构，具体是涉及一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器。

背景技术

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。

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。

着陆缓冲时，缓冲器在不同的压缩行程，对节流孔阻尼的要求不尽相同。常规的油气缓冲器多采用固定大小的油孔，无法通过控制油液流速来改变缓冲力的大小；而变截面油针配合油孔可以实现不同位置的变阻尼，不过对于一些体型较小的飞行器，不易安装油针。

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。

发明内容

发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种随着缓冲器行程变化，阻尼缝大小变化的变阻尼金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器，包括胀筒、锥筒、浮动活塞、活塞杆，所述锥筒一端安装在胀筒内，锥筒外壁与胀筒内壁紧密接触，所述浮动活塞安装在锥筒内，且与锥筒内壁形成油腔，所述活塞杆内设置环形回油腔，回油腔一侧内壁设置若干凹槽，凹槽延伸方向平行于浮动活塞运动方向，回油腔另一侧内壁设置凸块，所述凸块与凹槽一一匹配，凸块与凹槽的匹配间隙形成阻尼缝，所述凸块沿浮动活塞运动方向的长度小于凹槽沿浮动活塞运动方向的长度，浮动活塞上设置有油孔，油孔连通油腔和回油腔。

有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是回油腔通过凸块和凹槽配合形成大小变化的阻尼缝，实现不同位置的变阻尼，可以通过控制油液流速来改变缓冲力的大小，还可以通过调节回油腔内凸块和凹槽形状和大小，改变配合形成阻尼缝的形状和面积，进而调节缓冲力的大小，有利于缓冲器得到平滑的缓冲力曲线的同时在缓冲行程中后段能得到较大的缓冲力；在正常着陆时仅有油气段工作，在机体意外坠毁时依靠油气段和胀筒共同实现缓冲，便于日常维护，利于控制过载保护飞行员或相关机载设备；采用油气分离形式，缓冲器在使用过程中不用考虑油腔和气腔的相对位置，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，使用方便，节省空间。

进一步的，所述胀筒包括扩径部和接触部，所述扩径部内径小于接触部内径，扩径部与接触部通过斜面过渡，所述锥筒与接触部紧密接触，且锥筒顶部横截面积逐渐减小与过渡的斜面紧密接触。

进一步的，所述胀筒与锥筒之间设置定位销，定位销用于胀筒与锥筒的安全限位。

进一步的，所述锥筒顶部设置向油腔供给油液的充油阀。

进一步的，所述胀筒顶部设置有出阀口，出阀口用于在锥筒顶部接触胀筒顶部时，充油阀伸出胀筒。

进一步的，所述浮动活塞与锥筒之间设置密封件。

进一步的，所述胀筒顶部外侧设置上耳片，所述活塞杆底部外侧设置下耳片，上耳片和下耳片用于与外部连接。

进一步的，该缓冲器应用于直升机起落架。

附图说明

图1是本发明缓冲器的正向剖视图；

图2是本发明缓冲器的侧向剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例中一种金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器，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。该缓冲器包括胀筒3、锥筒5、定位销13、浮动活塞11和活塞杆；胀筒3包括接触部31和扩径部32，扩径部32内径小于接触部31内径，扩径部32与接触部31通过斜面过渡，锥筒5一端安装在胀筒接触部31内，锥筒5顶部横截面积逐渐减小与胀筒3的过渡斜面紧密接触，锥筒5外侧壁与胀筒接触部31内壁紧密接触，且锥筒5与胀筒3通过定位销13进行安全限位，定位销13用于在非工作状态下定位胀筒3与锥筒5的相对位置。在飞行器发生坠毁时，利用金属胀筒扩径部段的压溃塑性变形来吸收能量。定位销13保证只有在外部冲击载荷超过设定的阈值时，锥筒才会压入胀筒发生扩径现象。

浮动活塞11安装在锥筒5内，浮动活塞11与锥筒5之间设置密封件6，浮动活塞11顶部与锥筒5内壁形成油腔4，通过锥筒5内壁与密封件6来实现油腔4的密封，防止油液压力过大发生泄漏，且仍能保持浮动活塞11的光滑运动。锥筒5顶部设置向油腔4供给油液的充油阀14，充油阀14位于胀筒3的扩径部32，在锥筒顶端安装充油阀14，便于及时进行油液的供给；胀筒3顶部设置有出阀口2，当锥筒5向上运动，锥筒5顶部接触胀筒3顶部时，充油阀14伸出胀筒3，保证充油阀14有足够的活动空间，从而使充油阀14不影响缓冲器的缓冲行程。金属胀筒只有在意外坠毁时才工作，且用完即更换。

浮动活塞11底部设置活塞杆，活塞杆随浮动活塞11运动，活塞杆内设置回油腔10，回油腔10为环形腔体，回油腔10一侧内壁设置若干凹槽9，凹槽9延伸方向平行于浮动活塞11运动方向，回油腔10内部另一侧内壁设置凸块7，凸块7与凹槽9一一匹配，凸块7沿浮动活塞11运动方向的长度小于凹槽9浮动活塞11运动方向的长度，凸块7与凹槽9形成若干回油式变油孔阻尼缝，阻尼缝大小从凹槽9宽度变为凸块7与凹槽9之间的配合缝隙，再变为凹槽宽度，随着缓冲器行程变化，油液经过不同大小的阻尼缝，进而实现调节缓冲力、变阻尼的效果，同时回油腔10上的凸块7与凹槽9，为控制油液流速，可根据需求对凸块7与凹槽9的形状和大小进行调整，进而改变配合形成阻尼缝的形状和面积，调节缓冲力的大小。

浮动活塞11上设置有油孔12，油孔12连通油腔4和回油腔10。使得在工作状态下，油液由油腔4经油孔12向回油腔10方向流动，挤压回油腔10内压缩气腔中的气体，产生空气弹簧力，形成阻力。在飞行器正常着陆时仅油气部段工作，通过回油式变油孔缓冲器实现缓冲、降低峰值过载；意外坠毁时油气和金属胀筒部段共同工作，大大提高了缓冲效率，且日常维护简单；该组合缓冲器有效提升了飞行器的缓冲效率和耐坠毁性能，既可用于一次性耐坠毁缓冲任务中，也可与其他缓冲器串联作为耐坠毁子级。

胀筒3顶部外侧设置两个上耳片1，活塞杆底部外侧设置下耳片8，上耳片1和下耳片8用于与外部连接。缓冲器两端设置耳片，便于与受保护对象连接。

上述金属胀筒-油气回油式变油孔起落架耐坠毁缓冲器的工作原理为：

(a)当直升机(或各类飞行器)正常着陆时，起落架接触地面，地面推动缓冲器活塞杆，从而推动浮动活塞11向上运动，油腔4被压缩，油腔4中的油液在压缩的压力作用下推动浮动活塞11向下运动，且油液经油孔12进入回油腔10，使得回油腔10内的气体被压缩，实现吸收能量的作用。同时油液流经回油腔10内凸块7与凹槽9形成的阻尼缝，达到缓冲的目的，随着压缩行程的变化，油液经过不同大小的阻尼缝，缓冲力也随之改变。当达到最大压缩行程时，回油腔10贮存的空气弹簧力使得缓冲器开始回弹，气体压力挤压回油腔10中的油液，油液反向流出油孔12回到油腔4中，油液反向流动再次消耗能量的同时防止浮动活塞11回弹过快。

(b)当直升机(或各类飞行器)意外坠毁时，低压油气部段先被压缩，产生很大的油液阻尼力；当外部冲击力大于金属胀筒初始设定的阈值，定位销13被剪断，锥筒5压入胀筒3扩径部32内，由于锥筒5的外径大于胀筒扩径部32的内径，因此胀筒扩径部32会发生扩径现象，由胀筒3的弹塑性变形和胀筒3与锥筒5之间的摩擦来消耗能量，实现缓冲的作用。