Силовой привод
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям силовых приводов. Силовой привод (10) содержит ходовой винт (32) и гайку (25) в сборе. Гайка (25) в сборе содержит первичную гайку (50) для передачи нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки и вторичную гайку (60) для передачи нагрузки через силовой привод (10) по вторичному пути передачи нагрузки. Вторичная гайка (60) содержит первую и вторую части (100, 102), подвижные относительно друг друга. Когда нагрузка передается через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки, вторичная гайка (60) не передает нагрузку через силовой привод (10), при этом при отказе первичного пути передачи нагрузки первая и вторая части (100, 102) перемещаются относительно друг друга, причем такое относительное перемещение приводит к зацеплению первой и второй частей (100, 102) с ходовым винтом (32) и обеспечивает передачу нагрузки через вторичную гайку (60) силового привода (10) по вторичному пути передачи нагрузки. Обеспечивается возможность избежать нежелательной нагрузки вторичного пути передачи нагрузки при обычном режиме работы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к силовому приводу, например силовому приводу балансируемого горизонтального стабилизатора («THSA»; trimmable horizontal stabilizer actuator) для воздушного летательного аппарата, при этом силовой привод содержит первичный путь передачи нагрузки и вторичный путь передачи нагрузки, который выполнен с возможностью передачи нагрузки от силового привода при отказе первичного пути передачи нагрузки.
Уровень техники
Силовые приводы обычно обеспечивают конструкционную связь между неподвижными частями силового привода (и объектом, к которому прикреплен силовой привод), которые обеспечивают тяговое усилие силовому приводу, и подвижными частями силового привода, которые приводят в действие компонент. Различные нагрузки передаются от компонента неподвижным частям силового привода через его подвижные части. Большинство силовых приводов обеспечивают эту конструкционную связь в виде пути передачи нагрузки, вдоль которого предусмотрены различные допуски между компонентами для учета чрезмерной нагрузки при использовании.
Примером такого силового привода является силовой привод балансируемого горизонтального стабилизатора («THSA») для воздушного летательного аппарата, который должен передавать различные аэродинамические нагрузки при использовании (например, высокочастотная детонация, вызванная турбулентностью). В некоторых случаях такие силовые приводы содержат первичный путь передачи нагрузки, который выполнен с возможностью передачи аэродинамических нагрузок в обычных условиях, и вторичный путь передачи нагрузки, который выполнен с возможностью передачи аэродинамических нагрузок при отказе первичного пути передачи нагрузки. При обычном режиме работы вторичный путь передачи нагрузки должен оставаться в ненагруженном состоянии.
Желательно предусмотреть механизм, позволяющий избежать нежелательной нагрузки вторичного пути передачи нагрузки при обычном режиме работы.
Раскрытие сущности изобретения
В соответствии с одним аспектом предлагается силовой привод, содержащий ходовой винт и гайку в сборе. Гайка в сборе содержит первичную гайку для передачи нагрузки через силовой привод по первичному пути передачи нагрузки и вторичную гайку для передачи нагрузки через силовой привод по вторичному пути передачи нагрузки. Вторичная гайка содержит первую и вторую части, подвижные относительно друг друга. Поскольку нагрузка передается через силовой привод по первичному пути передачи нагрузки, вторичная гайка не передает нагрузку через силовой привод, причем при отказе первичного пути передачи нагрузки первая и вторая части перемещаются относительно друг друга, причем такое относительное перемещение вызывает зацепление первой и второй частей с ходовым винтом и обеспечивает передачу нагрузки через вторичную гайку силового привода по вторичному пути передачи нагрузки.
Использование вторичной гайки, имеющей первую и вторую подвижные в осевом направлении части, как описано выше, приводит к усовершенствованному механизму, который предотвращает нежелательную нагрузку на вторичный путь передачи нагрузки при обычном режиме работы, а также к усовершенствованному механизму для перехода от первичного пути передачи нагрузки ко вторичному пути передачи нагрузки при отказе первичного пути передачи нагрузки.
Первая часть может быть выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором первая часть не входит в зацепление (и/или не контактирует) с ходовым винтом, и вторым положением, в котором первая часть входит в зацепление (и/или контактирует) с ходовым винтом, чтобы допустить передачу нагрузки через вторичную гайку посредством первой части.
Вторая часть может быть выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором вторая часть не входит в зацепление (и/или не контактирует) с ходовым винтом, и вторым положением, в котором вторая часть входит в зацепление (и/или контактирует) с ходовым винтом, чтобы допустить передачу нагрузки через вторичную гайку посредством второй части.
Силовой привод может дополнительно содержать упругий элемент (например, пружину, такую как спиральная пружина, расположенную концентрически внутри первой и второй частей), смещенный между первой частью и второй частью и выполненный с возможностью создания указанного относительного перемещения первой и второй частей для зацепления/контакта с ходовым винтом. Это помогает обеспечить эффективное раздвижение первой и второй частей друг от друга и полное зацепление/контакт с ходовым винтом.
Силовой привод может дополнительно содержать один или более предохранительных штифтов, выполненных с возможностью предотвращения указанного относительного перемещения первой и второй частей для зацепления с ходовым винтом, в то время как нагрузка передается через силовой привод по первичному пути передачи нагрузки. Эти штифты могут помочь предотвратить непреднамеренное перемещение первой и второй частей до приложения к штифтам предварительно определенного усилия сдвига. Предохранительные штифты могут проходить в радиальном направлении внутрь через первую и вторую части, что оптимально увеличивает надежность сдвига предохранительных штифтов при предварительно определенном усилии сдвига.
Одна из первой и второй частей может входить в паз внутри другой из первой и второй частей (например, концентрически), чтобы обеспечить указанное относительное перемещение между ними в осевом направлении. Это может обеспечить компактный узел, особенно в сочетании со спиральной пружиной, расположенной концентрически внутри первой и второй частей, и/или предохранительными штифтами, проходящими в радиальном направлении внутрь.
По меньшей мере одна из первой и второй частей может содержать винтовую резьбу, при этом винтовая резьба может отсоединяться от ходового винта, когда нагрузка передается через силовой привод по первичному пути передачи нагрузки, и перемещаться в зацепление с ходовым винтом для обеспечения возможности передачи нагрузки через силовой привод по вторичному пути передачи нагрузки при указанном относительном перемещении первой и второй частей.
Обе из первой и второй частей могут содержать винтовую резьбу, при этом обе винтовые резьбы могут отсоединяться от ходового винта, когда нагрузка передается через силовой привод по первичному пути передачи нагрузки, и обе винтовых резьбы перемещаются в зацепление с ходовым винтом для обеспечения возможности передачи нагрузки через силовой привод по вторичному пути передачи нагрузки при указанном относительном перемещении первой и второй частей.
Винтовая резьба на первой части может быть смещена в первом осевом направлении и к одной стороне винтовой резьбы ходового винта, а винтовая резьба на второй части может быть смещена во втором, противоположном осевом направлении и к другой стороне винтовой резьбы ходового винта. Это также обеспечивает компактный узел, особенно в сочетании с концентрическими компоновками первой и второй частей, спиральной пружиной, расположенной концентрически внутри первой и второй частей, и/или предохранительными штифтами, проходящими в радиальном направлении внутрь, как описано выше.
Силовой привод может дополнительно содержать один или более подвижных упоров, выполненных с возможностью зацепления с одной или другой, или обеими из первой и второй частей после указанного относительного перемещения первой и второй частей для зацепления с ходовым винтом, так что при таком зацеплении подвижные упоры выполнены с возможностью предотвращения дальнейшего относительного перемещения первой и второй частей. Это предотвращает перемещение первой части и второй части по направлению друг к другу в осевом направлении даже во время высокой обратной нагрузки, например, из-за высокочастотной детонации, которая в противном случае могла бы преодолеть действие упругого элемента.
Один или более подвижных упоров могут быть ограничены в осевом перемещении, и каждый из них может быть выполнен с возможностью соскальзывания в соответствующую окружную полость, расположенную в одной или другой из первой и второй частей, чтобы предотвратить указанное дальнейшее относительное перемещение первой и второй частей.
Силовой привод может дополнительно содержать один или более упругих элементов, выполненных с возможностью смещения одного или более подвижных упоров в указанное зацепление с одной или другой, или обеими из первой и второй частей, чтобы предотвратить указанное дальнейшее относительное перемещение первой и второй частей. Это обеспечивает, по существу, немедленное перемещение подвижных упоров, как только первая и вторая части перемещаются относительно друг друга, как описано выше и в других местах данного документа.
Силовой привод может быть предназначен для воздушного летательного аппарата, например для управления полетом воздушного летательного аппарата. Аспекты данного изобретения относятся к воздушному летательному аппарату, содержащему силовой привод, описанный выше.
Краткое описание чертежей
Различные варианты реализации изобретения будут далее описаны только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых:
на фиг. 1 проиллюстрирован вариант реализации силового привода;
на фиг. 2 проиллюстрирован один из вариантов реализации первичного и вторичного путей передачи нагрузки силового привода по фиг. 1;
на фиг. 3А и 3В проиллюстрированы примеры первичного и вторичного путей передачи нагрузки, причем первичный путь передачи нагрузки проиллюстрирован на фиг. 3А, а вторичный путь передачи нагрузки проиллюстрирован на фиг. 3В;
на фиг. 4 более детально проиллюстрирован нижний узел крепления гайки в сборе по варианту реализации изобретения, проиллюстрированному на фиг. 1, содержащий часть ходового винта по этому варианту реализации изобретения в качестве базы;
на фиг. 5А и 5В проиллюстрирована часть вторичной гайки по варианту реализации изобретения, проиллюстрированному на фиг. 1, изолированно с ходовым винтом в соответствии с данным вариантом реализации изобретения; а также
на фиг. 6А и 6В проиллюстрированы элементы, аналогичные элементам на фиг. 5А и 5В, но при этом один или более компонентов первичного пути передачи нагрузки дали сбой.
Осуществление изобретения
Ниже будут описаны различные варианты реализации силового привода, например силового привода для управления полетом, такого как силовой привод балансируемого горизонтального стабилизатора («THSA») для воздушного летательного аппарата, при этом силовой привод содержит первичный путь передачи нагрузки и вторичный путь передачи нагрузки, который выполнен с возможностью нести нагрузку силового привода при отказе первичного пути передачи нагрузки.
На фиг. 1 проиллюстрирован вариант реализации силового привода 10, который может быть силовым приводом для управления полетом, таким как силовой привод балансируемого горизонтального стабилизатора («THSA»). Силовой привод 10 может содержать первичный путь передачи нагрузки с ходовым винтом 32 (например, который является полым), соединенным своим верхним концом с воздушным летательным аппаратом через первую соединительную систему 24 (например, карданную соединительную систему), соединяющуюся с первыми конструктивными элементами S1 воздушного летательного аппарата. Первичный путь передачи нагрузки дополнительно содержит нижний узел 25 крепления (или гайку в сборе), установленный на ходовом винте 32, и нижний узел 25 крепления соединен со стабилизатором 22 воздушного летательного аппарата, причем это соединение достигается, например, с помощью второй соединительной системы 26 (например, еще одной карданной соединительной системы).
Вторичный путь передачи нагрузки может быть обеспечен посредством поперечины 29, которая находится внутри ходового винта 32. Верхний конец поперечины 29 заканчивается входящей частью, в этом случае необязательно принимающей форму сферической головки 27, которая установлена внутри охватывающей части на крепежном элементе 28 необязательно в форме углубления 21. Крепежный элемент 28 может быть соединен с конструкцией воздушного летательного аппарата через вторые конструктивные элементы S2 воздушного летательного аппарата. Система также может содержать некоторые средства для предотвращения перемещения нижнего узла 25 крепления относительно ходового винта 32 и/или для фиксации стабилизатора 22/второй соединительной системы 26 на месте при отказе первичного пути передачи нагрузки. Таким образом, нижний узел 25 крепления также содержит элементы вторичного пути передачи нагрузки, которые становятся доступными для использования при отказе первичного пути передачи нагрузки.
Из фиг. 1 будет понятно, что перемещение сферической головки 27 может быть ограничено верхним и нижним заплечиками углубления 21. Следовательно, стабилизатор 22 можно безопасно удерживать в одном положении (в случае, когда нижний узел крепления фиксируется на месте) или в некоторых компоновках может быть допущено продолжение его обычного перемещения в случае, если поперечина 29 соединена с ходовым винтом 32 таким образом, чтобы обеспечить непрерывное вращение ходового винта 32 даже после отказа, не позволяя ему переносить осевые нагрузки.
На фиг. 2 проиллюстрировано одна возможная компоновка первичного и вторичного путей передачи нагрузки силового привода 10, в котором компонент (например, горизонтальный стабилизатор) 22 соединен с помощью дополнительных рычагов и втулок с нижним первичным узлом 34 крепления, который соединяет его с ходовым винтом 32. Как более подробно описано ниже, нижний первичный узел 34 крепления может содержать первичную гайку 50, которая функционально соединена (например, через первичные цапфы 51) с узлом 52 карданного подвеса (фиг. 4), при этом первичная гайка 50 содержит шариковинтовую передачу (не показана), так что узел 52 карданного подвеса соединен с ходовым винтом 32 через шариковинтовую передачу первичной гайки 50.
Нижний первичный узел 34 крепления составляет часть нижнего узла 25 крепления силового привода 10, который предназначен для первичного пути передачи нагрузки. На верхнем конце силового привода 10 соединительная система 24 (такая как карданная соединительная система) обычно не содержит задние элементы вместе с карданным подвесом первичного пути передачи нагрузки, который может быть соединен с конструкцией воздушного летательного аппарата. При обычном использовании, например без каких-либо сбоев, нагрузка для силового привода 10 передается по первичному пути передачи нагрузки.
В случае отказа первичного пути передачи нагрузки нагрузка переносится на вторичный путь передачи нагрузки. В этом случае в нижнем узле 25 крепления горизонтальный стабилизатор 22 соединен (необязательно) рычагами и втулками стабилизатора с нижним вторичным узлом 35 крепления.
Нижний вторичный узел 35 крепления обычно содержит вторичную гайку 60 (фиг. 4), имеющую резьбу винта, которая предназначена для фиксации с резьбой ходового винта 32, что предотвращает перемещение горизонтального стабилизатора 22 при задействовании вторичного пути передачи нагрузки. Как более подробно описано ниже (см. фиг. 4), нижний вторичный узел 35 крепления может содержать вторичную гайку 60, которая может быть функционально соединена с пластинами 62 для передачи нагрузки (например, через вторичные цапфы 61). Вторичная гайка 60 может содержать винтовую резьбу, которая может быть соединена с резьбой винта 23 при задействовании вторичного пути передачи нагрузки.
От нижнего вторичного узла 35 крепления нагрузка по вторичному пути передачи нагрузки может передаваться через винт 32 по трубке/стержню 29 поперечины (фиг. 1) и, необязательно, через входящий конец стержня 29 поперечины, который в этом варианте реализации изобретения представляет собой сферический элемент 27 поперечины, на верхний вторичный узел 20 крепления. Таким образом, нижний вторичный узел 35 крепления составляет часть нижнего узла 25 крепления силового привода 10, который предназначен для вторичного пути передачи нагрузки.
Примеры первичного и вторичного путей передачи нагрузки проиллюстрированы на фиг. 3А и 3В. Первичный путь передачи нагрузки проиллюстрирован на фиг. 3А, а вторичный путь передачи нагрузки проиллюстрирован на фиг. 3В, при этом очевиден обходной путь, проложенный вторичным путем передачи нагрузки через нижний вторичный узел 35 крепления.
На фиг. 3А проиллюстрирован силовой привод 10, содержащий неподвижную часть 12, которая выполнена с возможностью прикрепления к неподвижному объекту, например фюзеляжу воздушного летательного аппарата. Силовой привод 10 дополнительно содержит двигатель (не показан) или другое приводное средство, выполненное с возможностью вращения ходового винта 32 вокруг оси А.
Силовой привод 10 дополнительно содержит нижний узел 25 крепления, который выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль ходового винта 32 при его вращении. Компонент 22, например поверхность управления полетом, может быть функционально соединен с нижним узлом 25 крепления, так что перемещение нижнего узла 25 крепления вдоль оси А вызывает приведение в действие компонента 22 силовым приводом 10.
Неподвижный компонент 12 может содержать первичную часть 12А и вторичную часть 12В, которые могут быть соединены с разными частями неподвижного объекта или могут быть соединены через разные соединения, например, соединения, описанные выше со ссылкой на фиг. 1 и 2.
Нижний узел 25 крепления содержит первичный узел 34 крепления и вторичный узел 35 крепления, оба из которых могут взаимодействовать с ходовым винтом 32, чтобы приводить в действие нижний узел 25 крепления при его вращении.
При обычном режиме работы (как показано на фиг. 1А) нагрузка передается от компонента, к которому прикреплен силовой привод 10, на первичный узел 34 крепления, а затем на первичную часть 12А неподвижного компонента 12 через ходовой винт 32. Этот путь называется в данном документе первичным путем передачи нагрузки и обозначен стрелкой 1.
При отказе одного или более компонентов первичного пути передачи нагрузки (например, разрыве первичного узла 34 крепления или одной или более его частей) обеспечивается вторичный путь передачи нагрузки, который выполнен с возможностью передачи нагрузки между неподвижным компонентом 12 и компонентом 22, к которому прикреплен силовой привод 10.
На фиг. 2 проиллюстрирован вторичный путь передачи нагрузки, при этом нагрузка передается от компонента 22, к которому прикреплен силовой привод 10, на вторичный узел 35 крепления, а затем на вторичную часть 12 В через ходовой винт 32. Вторичный путь передачи нагрузки обозначен стрелкой 2.
На фиг. 4 более детально проиллюстрирован нижний узел 25 крепления, а также часть ходового винта 32 в качестве базы.
Первичный узел 34 крепления содержит узел 52 карданного подвеса, который расположен вокруг ходового винта 32 и функционально соединен с первичной гайкой 50, которая содержит подходящую шариковинтовую передачу (или аналогичное устройство), как описано выше, для взаимодействия с ходовым винтом 32, так что данное вращение ходового винта 32 вызывает осевое перемещение первичного узла 34 крепления и, в свою очередь, нижнего узла 25 крепления.
Первичный узел 34 крепления (например, его узел 52 карданного подвеса) дополнительно содержит пару соединителей 54, выполненных с возможностью прикрепления или функционального присоединения к компоненту 22, так что осевое перемещение первичного узла 34 крепления вызывает приведение в действие компонента 22.
Вторичный узел 35 крепления содержит вторичную гайку 60, которая расположена вокруг ходового винта 32. Вторичная гайка 60 содержит подходящую винтовую резьбу для взаимодействия с ходовым винтом 32, так что при отказе одного или более компонентов первичного пути передачи нагрузки вращение ходового винта 32 приведет к осевому перемещению вторичного узла 35 крепления и, в свою очередь, нижнего узла 25 крепления.
Вторичный узел 35 крепления дополнительно содержит две противоположные части 64 рычага, которые проходят в осевом направлении вдоль сторон нижнего узла 25 крепления и соединены с верхней и нижней передающими пластинами 62 вторичного узла 35 крепления на его первом осевом конце 65, например, с помощью крепежных элементов 66. Рядом с каждым вторым осевым концом 67 частей 64 рычага (напротив первого осевого конца 65) находится отверстие 68, которое ограничивает соответствующий соединитель 54 первичного узла 34 крепления. Отверстия 68 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с компонентом 22 при отказе одного или более компонентов первичного узла 34 крепления, так что перемещение нижнего узла 25 крепления все еще будет вызывать перемещение компонента 22 при таком отказе.
Первичный узел 34 дополнительно содержит пару первичных цапф 51, которые соединены (или составляют одно целое) с шариковинтовой передачей 50. Первичные цапфы 51 приводят в движение узел 52 карданного подвеса (и компонент 22) при осевом перемещении шариковинтовой передачи 50, вызванном вращением ходового винта 32.
Нижний узел 25 крепления выполнен таким образом, что между соединителями 54 и поверхностями отверстия 68 предусмотрен первый зазор 70. Такой зазор 70 предусмотрен для того, чтобы предотвращать случайное зацепление вторичного узла 35 крепления, а также предотвращать передачу существенной нагрузки через вторичный путь передачи нагрузки при обычном режиме работе. Например, первичный узел 34 крепления и вторичный узел 35 крепления могут перемещаться относительно друг друга во время работы, например, из-за высокочастотной детонации компонента, к которому прикреплен силовой привод 10.
Вторичный узел 35 содержит пару вторичных цапф 61, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей одной из верхней и нижней передающих пластин 62. Вторичные цапфы 61 могут приводить в действие передающие пластины 62 (а также, в свою очередь, части 64 рычага и компонент 22) при отказе одного или более компонентов первичного узла 34 крепления.
Между вторичными цапфами 61 и передающими пластинами 62 предусмотрен второй зазор 72. Подобно первому зазору 70, он предусмотрен для того, чтобы предотвращать случайное зацепление вторичного узла 35 крепления и предотвращать передачу значительной нагрузки через вторичный путь передачи нагрузки при обычном режиме работе.
Как описано выше, первичный узел 34 крепления может содержать шариковинтовую передачу 50, выполненную с возможностью зацепления с ходовым винтом 32, так что первичный узел 34 крепления всегда входит в зацепление с ходовым винтом 32 через шариковинтовую передачу. В отличие от этого, вторичный узел 35 крепления может содержать одну или более простых винтовых резьб на вторичной гайке 60, которые выполнены с возможностью зацепления с ходовым винтом 16, но при этом между резьбой(ами) на вторичной гайке 60 и резьбой на ходовом винту 32 предусмотрен зазор. Данный зазор предусмотрен по той же причине, что указана выше в отношении зазоров 70, 72, а именно для того, чтобы предотвратить случайное зацепление винтовой резьбы (винтовых резьб) на вторичном узле 35 крепления при обычном режиме работы.
Нижний узел 25 крепления может содержать листовую накладку 75, которая сохраняет вторичный путь передачи нагрузки ненагруженным, когда первичный путь передачи нагрузки функционирует в штатном режиме. Это достигается за счет поддержания зазоров 70, 72. В случае отказа первичного пути передачи нагрузки листовая накладка может сломаться и обеспечить возможность нагрузки вторичного пути передачи нагрузки, как описано выше, например, через вторичные цапфы 61 и передающие пластины 62.
На фиг. 5А и 5В проиллюстрирована часть изолированной вторичной гайки 60 с ходовым винтом 16. Как показывают эти виды, вторичная гайка 60 содержит первую часть 100 и вторую часть 102. Первая часть 100 содержит первую винтовую резьбу 110, выполненную с возможностью зацепления с винтовой резьбой 17 ходового винта 32, а вторая часть 102 содержит вторую винтовую резьбу 112, выполненную с возможностью зацепления с винтовой резьбой 17 ходового винта 32.
Между обеими винтовыми резьбами 110, 112 на вторичной гайке 60 и винтовой резьбой 17 на ходовом винту 32 имеется зазор С1, С2. Это означает, что при обычном режиме работы винтовая резьба 17 ходового винта 32 не контактирует с винтовыми резьбами 110, 112 на вторичной гайке 60. Зазор С1 между винтовой резьбой 110 первой части 100 и ходовым винтом 32 может быть меньше, чем зазор С2 между винтовой резьбой 112 второй части 102 и ходовым винтом 32. В различных вариантах реализации изобретения зазор С1 может составлять от около 40% до около 60% от зазора С2, например около 50%. Зазор С1 может составлять около 1 мм, а зазор С2 может составлять около 2 мм. Как будет более подробно обсуждаться ниже, обеспечение разных зазоров С1, С2 для первой и второй частей 100, 102 может обеспечить относительное перемещение, необходимое для разделения первой и второй частей 100, 102 при использовании.
Первичная гайка 50 и любые соединения между первичной гайкой 50 и вторичной гайкой 60 не показаны на фиг. 5А и 5В для краткости изложения.
Вторичная гайка 60 может дополнительно содержать один или более предохранительных штифтов 104, которые расположены между первой и второй частями 100, 102, при этом предохранительные штифты 104 выполнены с возможностью поддержания относительных положений первой части 100 и второй части 102 при обычном режиме работы. Как проиллюстрировано на фиг. 5В, предохранительные штифты могут проходить в радиальном направлении (относительно оси А) как через первую часть 100, так и через вторую часть 102, чтобы удерживать первую и вторую части 100, 102 от существенного относительного перемещения. Единственное относительное перемещение между первой и второй частями 100, 102 может быть обусловлено наличием разных зазоров С1, С2, как обсуждалось выше в связи с винтовыми резьбами 110, 112 первой и второй частей 100, 102. Зазоры С1, С2 могут быть предусмотрены для того, чтобы избежать передачи любых нагрузок на вторичную гайку 60 при обычном режиме работы.
Упругий элемент 120 (например, спиральная пружина) может быть смещен между первой частью 100 и второй частью 102 и выполнен с возможностью отталкивания этих компонентов друг от друга в осевом направлении. Как указано выше, при обычном режиме работы первая часть 100, по существу, не перемещается относительно второй части 102, например, из-за предохранительных штифтов 104. Таким образом, упругий элемент 120 просто опирается в первую часть 100 и вторую часть 102, не вызывая существенное относительное перемещение между ними.
Из-за зазоров С1, С2 может не быть контакта между вторичной гайкой 60 и ходовым винтом 32 при обычном режиме работы. Например, предохранительные штифты 104 могут быть выполнены так, что они сломаются до того, как один или другой из зазоров С1, С2 уменьшатся до нуля (то есть до того, как одна или другая из винтовых резьб 110, 112 соприкоснется с ходовым винтом 32).
Вторичная гайка 60 может дополнительно содержать один или более подвижных упоров (например, пластин) 130, выполненных с возможностью перемещения между первым положением (проиллюстрированным на фиг. 5А и 5В), в котором они не препятствуют относительному перемещению первой и второй частей 100 102, и вторым положением (проиллюстрированным на фиг. 6А и 6В), в котором подвижные упоры (130) предотвращают дальнейшее относительное перемещение первой и второй частей 100, 102. Это будет обсуждаться более подробно ниже.
Подвижные упоры 130 могут быть выполнены с возможностью соскальзывания в радиальном направлении (относительно оси А) через проходящие по окружности прорези в первой части 100 в проходящие по окружности прорези 106 во второй части 102. Однако в своем первом положении подвижные упоры 130 не проходят в пазы 106 во второй части 102. Вместо этого в проиллюстрированном варианте реализации изобретения подвижные упоры 130 могут быть смещены к соответствующей поверхности или бурту 105 второй части 102.
Подвижные упоры 130 могут быть смещены в радиальном направлении внутрь, например, к соответствующей поверхности или бурту 105 одним или более упругими элементами 132. Упругие элементы 132 могут удерживаться в одном или более корпусах 140, которые могут быть прикреплены к одной или другой из первой и второй частей 100, 102 (в проиллюстрированном варианте реализации изобретения они прикреплены к первой части 100).
На фиг. 6А и 6В проиллюстрированы элементы, аналогичные элементам на фиг. 5А и 5В, но при этом один или более компонентов первичного пути передачи нагрузки вышли из строя.
В этой ситуации отказ первичного пути передачи нагрузки вызвал относительное перемещение первой и второй частей 100, 102, так что, например, сломались предохранительные штифты 104. Это означает, что упругий элемент 120 может перемещать первую и вторую части 100, 102 друг от друга в осевом направлении, а это означает, что упругий элемент 120 смещает как первую часть 100, так и вторую часть 102 к винтовой резьбе 17 ходового винта 32. Оба зазора С1, С2, описанные выше со ссылкой на фиг. 5А и 5В, сведены к нулю.
Винтовая резьба 110 на первой части 100 может быть смещена в первом осевом направлении к одной стороне винтовой резьбы 17 ходового винта 32, а винтовая резьба 112 на второй части 102 может быть смещена во втором противоположном осевом направлении к другой стороне винтовой резьбы 17 ходового винта 32. Это сводит зазоры С1, С2 к нулю, как описано выше, и существенно уменьшает или устраняет любой люфт между вторичной гайкой 35 и ходовым винтом 32 при приведении в действие упоров 130, чтобы они могли переместиться в свое второе положение.
Такие элементы могут помочь в уменьшении общего люфта силового привода 10 во время работы вторичного пути передачи нагрузки при отказе первичного пути передачи нагрузки. В вариантах реализации изобретения, в которых силовой привод 10 является силовым приводом балансируемого горизонтального стабилизатора (например), представленные в данном случае элементы могут обеспечить соответствие силового привода 10 сертификационным требованиям в отношении люфта, которые ранее были удовлетворены только для первичного пути передачи нагрузки. Например, такие требования предусматривают, что люфт THSA не может превышать 0,034° (что относится к самой поверхности управления полетом). Представленные в данном случае варианты реализации изобретения могут обеспечить соответствие вторичного пути передачи нагрузки, как и первичного пути передачи нагрузки, указанному требованию.
В ситуации, показанной на фиг. 6А и 6В, подвижные упоры 130 переместились во второе положение, в котором они занимают проходящие по окружности прорези 106 второй части 102. Например, части 105 бурта сместились из-за смещения второй части 102 в осевом направлении, так что подвижные упоры 130 могут перемещаться за части 105 бурта. Под действием упругих элементов 132 подвижные упоры 130 соскальзывают в проходящие по окружности пазы 106. Это предотвращает перемещение первой части 100 и второй части 102 навстречу друг другу в осевом направлении даже во время высокой обратной нагрузки, например, из-за высокочастотной детонации, которая в противном случае могла бы преодолеть действие упругого элемента 120. Могут быть предусмотрены подходящие датчики для обнаружения любой обратной нагрузки или другого относительного перемещения первой части 100 и второй части 102 при работе вторичного пути передачи нагрузки.
Хотя данное изобретение описано со ссылкой на различные варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть сделаны различные изменения формы и деталей без отклонения от объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.
1. Силовой привод (10), содержащий ходовой винт (32) и гайку (25) в сборе,
при этом гайка (25) в сборе содержит первичную гайку (50) для передачи нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки и вторичную гайку (60) для передачи нагрузки через силовой привод (10) по вторичному пути передачи нагрузки,
при этом вторичная гайка (60) содержит первую и вторую части (100, 102), подвижные относительно друг друга,
при этом при передаче нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки вторичная гайка (60) не передает нагрузку через силовой привод (10) и при отказе первичного пути передачи нагрузки первая и вторая части (100, 102) перемещаются относительно друг друга, причем такое относительное перемещение приводит к зацеплению первой и второй частей (100, 102) с ходовым винтом (32) и обеспечивает передачу нагрузки через вторичную гайку (60) силового привода (10) по вторичному пути передачи нагрузки.
2. Силовой привод по п. 1, отличающийся тем, что первая часть (100) выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором первая часть (100) не входит в зацепление с ходовым винтом (32), и вторым положением, в котором первая часть (100) входит в зацепление с ходовым винтом (32), чтобы нагрузка передавалась через вторичную гайку (60) через первую часть (100).
3. Силовой привод по п. 2, отличающийся тем, что вторая часть (102) выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором вторая часть (102) не входит в зацепление с ходовым винтом (16), и вторым положением, в котором вторая часть (102) входит в зацепление с ходовым винтом, чтобы позволить нагрузке передаваться через вторичную гайку (60) через вторую часть (102).
4. Силовой привод по п. 3, дополнительно содержащий упругий элемент (120), смещенный между первой частью (100) и второй частью (102) и выполненный с возможностью вызывать указанное относительное перемещение первой и второй частей (100, 102) для зацепления с ходовым винтом (32).
5. Силовой привод по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий один или более предохранительных штифтов (104), выполненных с возможностью предотвращения указанного относительного перемещения первой и второй частей (100, 102) для зацепления с ходовым винтом (32) во время передачи нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки.
6. Силовой привод по п. 5, отличающийся тем, что указанные предохранительные штифты (104) проходят в радиальном направлении внутрь через первую и вторую части (100, 102).
7. Силовой привод по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что одна из первой и второй частей (100, 102) входит в прорезь внутри другой из первой и второй частей (100, 102), чтобы обеспечить указанное относительное перемещение между ними в осевом направлении.
8. Силовой привод по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первой и второй частей (100, 102) содержит винтовую резьбу (110, 112) и указанная винтовая резьба отсоединяется от ходового винта (32) при передаче нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки и перемещается в зацепление с ходовым винтом (32), чтобы обеспечить передачу нагрузки через силовой привод (10) по вторичному пути передачи нагрузки при указанном относительном перемещении первой и второй частей (100, 102).
9. Силовой привод по п. 8, отличающийся тем, что как первая, так и вторая части (100, 102) содержат винтовую резьбу (110, 112), и обе винтовых резьбы отсоединяются от ходового винта (32) при передаче нагрузки через силовой привод (10) по первичному пути передачи нагрузки, и обе винтовых резьбы перемещаются в зацепление с ходовым винтом (32), чтобы обеспечить передачу нагрузки через силовой привод (10) по вторичному пути передачи нагрузки при указанном относительном перемещении первой и второй частей (100, 102).
10. Силовой привод по п. 9, отличающийся тем, что винтовая резьба (110) на первой части (100) смещена в первом осевом направлении к одной стороне винтовой резьбы (17) ходового винта (32), а винтовая резьба (112) на второй части (102) смещена во втором противоположном осевом направлении к другой стороне винтовой резьбы (17) ходового винта (32).
11. Силовой привод по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий один или более подвижных упоров (130), выполненных с возможностью зацепления с одной или другой или обеими из первой и второй частей (100, 102) после указанного относительного перемещения первой и второй частей (100, 102) для зацепления с ходовым винтом (32), так что при таком зацеплении подвижные упоры (130) выполнены с возможностью предотвращения дальнейшего относительного перемещения первой и второй частей (100, 102).
12. Силовой привод по п. 11, отличающийся тем, что один или более подвижных упоров (130) ограничены в осевом перемещении и каждый из них выполнен с возможностью соскальзывания в соответствующую окружную полость (106), расположенную в одной или другой из первой и второй частей (100, 102), чтобы предотвратить указанное дальнейшее относительное перемещение первой и второй частей (100, 102).
13. Силовой привод по п. 11 или 12, дополнительно содержащий один или более упругих элементов (132), выполненных с возможностью смещения одного или более подвижных упоров (130) в указанное зацепление с одной или другой или обеими из первой и второй частей (100, 102), чтобы предотвратить указанное дальнейшее относительное перемещение первой и второй частей (100, 102).
14. Силовой привод по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что силовой привод (10) предназначен для поверхности управления полетом воздушного летательного аппарата.
15. Воздушный летательный аппарат, содержащий силовой привод (10) по п. 14.
