[发明专利]用于可致动门的致动器系统和具有此类可致动门的飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可致动门的致动器系统，所述致动器系统包括权利要求1前序部分的特征。本发明还涉及一种具有此类可致动门的飞行器，所述飞行器包括权利要求13前序部分的特征。

背景技术

一般地，飞行器舱门完成以下主要功能：各舱门为乘客和机组人员提供进出飞行器的飞行器机舱的通道并且允许他们在紧急情况下从飞行器机舱撤离。此外，可致动门还承载、展开或膨胀用于使乘客在紧急情况下从飞行器撤离的滑板。

EASACS25.807规定了与客机潜在载客量有关的不同类型的紧急出口。对于类型A的舱门，最多允许110名乘客，而对于类型B的舱门最多允许75名乘客(FAR25.807)。乘客/机组成员应当能够在给定的90秒撤离时间内离开飞行器。为此目的，飞行器舱门通常设计成使得在至多10秒内打开给定的飞行器舱门，包括使相关的滑板膨胀。

使用不同方式的动力辅助打开装置来实现此类相对较短的舱门打开时间。大体上来说，可以采用平移或转动动力打开装置。所有飞行器舱门中的大部分装备有气动致动器系统，该系统具有作为工作构件的气缸和作为能量存储件的压力筒。或者，机械弹簧可用作能量存储件，而简单的直线滑动件能用作工作构件。另外，各转动系统可以与作为能量存储件的冷凝器和作为工作构件的电力驱动装置一起使用。另外，可以使用燃气发动机系统，该燃气发动机系统将爆炸物用作能量存储件。

更一般地，用于打开给定飞行器舱门的基本打开运动通常遵守初始向内运动的原理并且划分为两个阶段：第一阶段包括主要沿竖直方向导引的提升运动，而第二阶段包括形式为水平转动的摆动运动。该摆动运动由所谓四联机构的潜在联接曲线提供。该传动通过两个杠杆和作为连结件的对应门扇实现，两个杠杆即平行杆和铰接臂。

如果气动致动器系统用以辅助此类给定飞行器舱门的舱门打开，并且用以提供足够的力以从舱门上的封装位置降下滑动件，则气动致动器系统的气缸典型地平行于四联机构的一个杠杆并用以驱动该四联机构。另一机械构件用于将其轴向力传递到飞行器舱门结构中。

在工作中，气缸推动飞行器舱门从未锁、未栓接、提升的且关闭的位置到打开位置，其中潜在的推动－致动模式在飞行器舱门结构中产生离散的力。尤其是在动力辅助打开过程中发生阻滞的情形下，飞行器舱门结构必需在不受损的情形下承受这些离散的力。这些离散的力对于某些舱门系统构造、尤其是对于由碳纤维强化塑料(CFRP)制成的舱门结构来说可能是个问题。

文献DE10161562B4描述了一种飞行器舱门，其使用一种气动致动器系统，该气动致动器系统具有作为工作构件的气缸和作为能量存储件的压力筒。舱门闩锁需要飞行器机舱门的门扇进行竖向运动。一机械构件以可转动的方式连接于飞行器舱门以及气动致动器系统。由于在气动致动器系统和该机械构件之间的给定距离在给定的提升运动中改变，该机械构件实现为伸缩杆，用以在舱门打开周期过程中补偿舱门竖向运动，并且用以将对应的致动力引导到门扇。该门扇将这些力分布至不同的支承点。一个支承点是在飞行器舱门顶部中的平行杆的潜在枢转点。另一个支承点是各连接件与舱门的机械连接部。工作构件定位成平行于作为“四联机构”的杠杆的铰链臂。

此种布置产生以下负荷路径：力的来源是气缸，该气缸将压力能转换成轴向力。该力施加于伸缩杆并作用在门扇上。作用在门扇上的致动负荷形成负荷路径，该负荷路径经由连接件和铰接臂返回至力源。

此气动致动器系统的主要缺点是如果舱门关闭且气动致动器系统处于动力作用下，即典型的误用情形下，则离散的负荷、尤其是具有竖向分量的离散负荷会被引入到门扇中。又一缺点是负荷路径的长度、伸缩杆系统的使用以及竖向负荷分量的施加。尤其是在CFRP舱门中，局部引入较强的力会导致需要局部的加强件，加强件通常由钛制成，并且会产生较高的成本和额外的重量。

摆动和提升系统的联接以及伸缩杆的应用会相对于基本运动系统产生另一主要缺点。通常，由于伸缩杆中的运动会由于提升或摆动运动或者两者混合所引起，因而该基本运动系统处于非确定的状态。如果满足了预定条件、例如额外边界条件，则该基本运动系统是确定的。这些预定条件如下所述：伸缩杆完全压缩并由物理止挡件阻挡，或者伸缩杆完全延伸并由物理止挡件阻挡。为了使得压缩和延伸状态之间的中间状态可预测，则需要弹簧单元。