本發(fā)明涉及航空機輪領(lǐng)域，具體涉及一種具有抑制積水跑道航空輪胎濺水的導(dǎo)水阻水翻邊裝置的航空輪胎。
背景技術(shù)：
：飛機在積水跑道起飛和降落時，輪胎高速運動會引起的跑道積水的噴濺，濺水可能被吸入發(fā)動機進氣道造成發(fā)動機掉轉(zhuǎn)甚至熄火，嚴重影響飛機安全性，甚至造成飛行事故。因此在民用飛機試航認證中，輪胎濺水問題一直受到廣泛關(guān)注，F(xiàn)AA、JAA、CAAC等對于民用飛機濺水均有相關(guān)規(guī)定。針對濺水問題，通常通過采用帶翻邊設(shè)計的航空輪胎或者加裝擋水板兩種方式來改變飛機輪胎側(cè)面濺水的形態(tài)。翻邊是位于輪胎胎側(cè)的一種側(cè)向凸起的導(dǎo)水裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，使用時只用更換輪胎即可，而擋水板重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在安全隱患，因此通過翻邊輪胎來控制濺水的設(shè)計方案被廣泛采用，如：Boeing727，F(xiàn)okker100，CRJ-700等均采用了具有翻邊設(shè)計的輪胎并取得一定效果。但由于飛機滑跑速度高，輪胎高速轉(zhuǎn)動形成的濺水也攜帶很高的能量，而現(xiàn)有翻邊構(gòu)型主要功能是將濺水向側(cè)向?qū)С?，但缺少阻水和抑制濺水功能，因此在高速滑跑時，可能出現(xiàn)翻邊效果降低甚至失效的現(xiàn)象。相關(guān)專利如US3204681，提出了一種在胎側(cè)具有翻邊導(dǎo)水裝置的航空輪胎，對導(dǎo)水裝置的寬度和高度進行了限定，寬度為1/20到1/6輪胎寬度，具體寬度要求在10到35mm之間，受載后的導(dǎo)水裝置距離地面2到3cm，但對于導(dǎo)水結(jié)構(gòu)的具體形狀沒有做出具體要求，且只具有導(dǎo)水功能。專利US8037909在US3204681的基礎(chǔ)上在翻邊導(dǎo)水裝置上增加一系列側(cè)向排水槽，希望借此提高導(dǎo)水效果，但仍沒有阻水設(shè)計。其他導(dǎo)水輪胎和導(dǎo)水裝置的改進，大都用于汽車在積水路面的濺水問題，不能直接用于航空輪胎，在高速情況下的效果也難于保證。如專利CA101772431公開了用于汽車輪胎降低水噴濺的裝置，通過在導(dǎo)水裝置上增加一系列樁柱和翼片用于降低側(cè)向噴濺的水動力，但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜難以應(yīng)用于航空輪胎。專利CN201186591Y公開了一種用于防止路面積水在汽車行駛過程中飛濺的防濺輪胎，通過防水壁達到阻止汽車輪胎側(cè)向濺水的目的，但是沒有導(dǎo)水的作用，不能夠有效的將濺水導(dǎo)出，濺起的大量水流積蓄在阻水槽中會影響輪胎的正常性能?？梢姮F(xiàn)有的航空輪胎翻邊構(gòu)型的只具有導(dǎo)水功能而沒有阻水功能，不能很好的抑制濺水甚至出現(xiàn)翻邊失效的現(xiàn)象，而其他改進方式多用于汽車輪胎，由于航空輪胎滑跑速度高，濺水劇烈，因此難以起到理想的效果或者結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜難以實現(xiàn)。技術(shù)實現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的只具有導(dǎo)水功能而沒有阻水功能，不能很好的抑制濺水甚至出現(xiàn)翻邊失效的不足，本發(fā)明提出了一種用于抑制輪胎濺水的導(dǎo)水阻水裝置。本發(fā)明包括翻邊、端部防濺條和導(dǎo)水槽；所述的翻邊位于輪胎的外側(cè)圓周上，為徑向凸出的環(huán)狀肋；該翻邊的上表面為水平面的翻邊上緣，下表面為翻邊下緣，在所述翻邊下緣有弧形的導(dǎo)水面。在該導(dǎo)水面的外端有導(dǎo)水槽和端部防濺條。所述導(dǎo)水阻水裝置位于輪胎的外側(cè)表面或?qū)ΨQ的位于輪胎的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面。所述翻邊寬度由B點到端部防濺條邊緣距離W1為輪胎寬度的1/7～1/4；翻邊端部距輪胎胎面頂端的距離H1為輪胎寬度的1/6～1/3，保證輪胎加載變形后導(dǎo)水槽高于積水水面，并距水面保持為8-30mm的高度HW。所述的B點位于輪胎型號胎肩頂端。翻邊外端的厚度H2最小，為翻邊寬度W1的1/4～1/2。在所述翻邊下緣端頭的下表面有端部防濺條。該端部防濺條凸出所述翻邊下緣下表面的高度為所述翻邊厚度的1/4～1/2；該端部防濺條的寬度W3為翻邊最厚度H2的1/6～1/2。所述端部防濺條的彈性模量為3～18Mpa，泊松比為0.49。在所述端部防濺條內(nèi)側(cè)的翻邊下緣表面有導(dǎo)水槽。該導(dǎo)水槽的深度H3為翻邊最小厚度H2的1/2～2/3，導(dǎo)水槽的寬度W2為翻邊寬度的1/8～1/4。導(dǎo)水槽底部為半圓弧形。所述導(dǎo)水槽內(nèi)側(cè)槽口邊沿C點與所述翻邊下緣位于胎肩頂端的B點之間為圓弧狀的導(dǎo)水面。所述導(dǎo)水面與水平方向的夾角θ為20°～30°，使輪胎在積水路面行駛時濺起的水流可以沿輪胎底部圓弧和翻邊下緣連續(xù)的導(dǎo)出。所述導(dǎo)水槽內(nèi)側(cè)槽口邊沿C點延伸線與翻邊上緣表面的交點處與所述輪胎圓周表面之間為圓弧狀的過渡面。端部防濺條采用彈性材料制成，受導(dǎo)水流沖擊時能夠向外側(cè)產(chǎn)生彈性變形。本發(fā)明有效減小輪胎濺水的速度及其與地面的夾角，尤其是高速時，仍能保證濺水與地面夾角較小。本發(fā)明同樣適用于汽車在積水路面的輪胎濺水控制。表1為同一水深不同構(gòu)型的輪胎翻邊落水試驗的濺水角度結(jié)果比較，其中無翻邊結(jié)構(gòu)NC，原始翻邊結(jié)構(gòu)OR結(jié)構(gòu)和改變角度翻邊結(jié)構(gòu)IM如圖2所示，圖6所示為彈性翻邊結(jié)構(gòu)打開過程和導(dǎo)水效果的數(shù)值模擬。發(fā)明的效果表現(xiàn)為：由表1可見，比較改變翻邊角度θ為20°的翻邊結(jié)構(gòu)IM與原始翻邊OR的濺水角度Φ1，可見所述導(dǎo)水阻水裝置通過改進翻邊角度θ，可有效提高導(dǎo)水效率，降低濺水與地面的夾角。由表1比較所述導(dǎo)水阻水裝置與改進角度翻邊IM，可見通過增加導(dǎo)水槽3和端部防濺條4，可有效阻水并降低濺水水動力，進一步降低濺水速度和濺水與地面的夾角。由表1不同入水速度下的濺水試驗結(jié)果比較，可見述導(dǎo)水阻水裝置在各速度下均具有較好的效果，在低速時沒有明顯濺水，在高速時濺水角度分別比無導(dǎo)水結(jié)構(gòu)NC和原始翻邊結(jié)構(gòu)OR降低了50％和42％以上。由圖6與圖7可見，本發(fā)明所述裝置與原始結(jié)構(gòu)比較，濺水角度和高度均明顯減小，3ms時端部擋水條在水流的沖擊發(fā)生彈性變形，有效阻水并增加了導(dǎo)水結(jié)構(gòu)的寬度，5ms時原始翻邊結(jié)構(gòu)對水擠壓形成濺水，而本發(fā)明所述裝置仍具有導(dǎo)水的作用，部分水流進入導(dǎo)水槽，減小濺水水動力，20ms時濺水完全翻邊分離，與原始翻邊結(jié)構(gòu)的濺水比較，最高處濺水被抑制，部分濺水由于所述裝置的阻水作用留在翻邊下方，沒有濺起。表1不同翻邊構(gòu)型濺水角度比較輪胎濺水試驗速度無翻邊結(jié)構(gòu)Φ原始翻邊結(jié)構(gòu)Φ1改變角度翻邊Φ1本發(fā)明所述裝置Φ14.359.844.536.9無明顯水流5.660.047.642.420.56.461.349.543.528.2注：設(shè)計水深15mm，相對應(yīng)的試驗水深為30mm附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；圖4是導(dǎo)水槽與端部防濺條的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明工作狀態(tài)的示意圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)的效果示意圖；其中：圖6a是3ms時的濺水形態(tài)，圖6b是5ms時的濺水形態(tài)，圖6c是3ms時的濺水形態(tài)。圖7是本發(fā)明的效果示意圖。其中：圖7a是3ms時的濺水形態(tài)，圖7b是5ms時的濺水形態(tài)，圖7c是3ms時的濺水形態(tài)。圖中：1.翻邊上緣；2.端部防濺條；3.導(dǎo)水槽；4.翻邊下緣；A.胎側(cè)邊緣點；B.胎肩上緣；C.翻邊下緣圓弧最高點；R.翻邊下緣圓弧半徑；W1.翻邊寬度；W2.導(dǎo)水槽寬度；W3.端部防濺條的寬度；H1.翻邊高度；H2.翻邊厚度；H3.導(dǎo)水槽深度；H4.端部防濺條長度；NC.無翻邊輪胎結(jié)構(gòu)；IM.改變翻邊角度的翻邊形狀；OR.原始輪胎翻邊形狀；θ.翻邊下緣端部與水平方向的夾角；W.水平面；HW.輪胎加載后C點距離水面的距離；S1.無翻邊側(cè)輪胎濺水；S2.有翻邊側(cè)輪胎濺水；Φ.無翻邊側(cè)濺水角度；Φ1.有翻邊側(cè)濺水角度。具體實施方式本實施例是一種用于抑制輪胎濺水的導(dǎo)水阻水裝置，包括翻邊、端部防濺條2和導(dǎo)水槽3；所述的翻邊位于輪胎的外側(cè)圓周上，為徑向凸出的環(huán)狀肋；該翻邊的上表面為水平面的翻邊上緣，下表面為翻邊下緣，在所述翻邊下緣有弧形的導(dǎo)水面。在該導(dǎo)水面的外端有導(dǎo)水槽3和端部防濺條2。所述導(dǎo)水阻水裝置位于輪胎的外側(cè)表面或?qū)ΨQ的位于輪胎的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面。本實施例中，所述導(dǎo)水阻水裝置位于輪胎的外側(cè)表面。本實施例的輪胎型號為24×7.7。所述翻邊下緣4由位于胎肩頂端的B作為起始點，以圓弧形式向外側(cè)徑向延伸。翻邊上緣1和翻邊下緣4共同構(gòu)成翻邊的導(dǎo)水裝置的主體部分。翻邊下緣4為圓弧形狀，翻邊的前端具有周向連續(xù)的導(dǎo)水槽3和端部防濺條2，端部防濺條作為導(dǎo)水槽的外側(cè)壁，輪胎的單側(cè)或兩側(cè)具有該導(dǎo)水裝置。翻邊寬度由B點到端部防濺條邊緣距離為W1，W1為輪胎寬度的1/7～1/4；翻邊端部距輪胎胎面頂端的距離為H1，H1為輪胎寬度的1/6～1/3，保證輪胎加載變形后導(dǎo)水槽高于積水水面，并距水面保持為8～30mm的高度HW。所述的B點位于輪胎型號胎肩頂端。本實施例中，W1為52mm，H1為65mm。翻邊外端的厚度H2最小，為翻邊寬度W1的1/4～1/2，本實施例中為18mm。在所述翻邊下緣4端頭的下表面有端部防濺條2。該端部防濺條凸出所述翻邊下緣下表面的高度為所述翻邊厚度的1/4～1/2，本實施例中該端部防濺條凸出所述翻邊下緣下表面5mm；該端部防濺條的寬度W3為翻邊最厚度H2的1/6～1/2。在該端部防濺條2內(nèi)側(cè)的翻邊下緣表面有導(dǎo)水槽3。該導(dǎo)水槽的深度H3為翻邊最小厚度H2的1/2～2/3，導(dǎo)水槽的寬度W2為翻邊寬度的1/8～1/4。導(dǎo)水槽底部為半圓弧形。本實施例中，所述導(dǎo)水槽的深度和寬度均為10mm。通過所述導(dǎo)水槽使濺起水流通過凸起下緣4的引導(dǎo)，進入導(dǎo)水槽3中減小水動力，并在輪胎行駛過程中將部分水流導(dǎo)出。所述導(dǎo)水槽3內(nèi)側(cè)槽口邊沿C點與所述翻邊下緣位于胎肩頂端的B點之間為圓弧狀的導(dǎo)水面。所述導(dǎo)水面與水平方向的夾角θ為20°～30°，使輪胎在積水路面行駛時濺起的水流可以沿輪胎底部圓弧和翻邊下緣4連續(xù)的導(dǎo)出。該實施例中翻邊下緣為半徑R為100mm，并且圓弧與水平方向呈20°夾角。所述導(dǎo)水槽內(nèi)側(cè)槽口邊沿C點延伸線與翻邊上緣表面的交點處與所述輪胎圓周表面之間為圓弧狀的過渡面；該過渡面的半徑為20mm。端部防濺條采用彈性材料制成，受導(dǎo)水流沖擊時能夠向外側(cè)產(chǎn)生彈性變形。本實施例中，所述端部防濺條為橡膠材料，橡膠的彈性模量約為6Mpa，泊松比為0.49。如圖5所示，輪胎加載變形后翻邊下緣圓弧最高點C高于積水水面，距水面高度為8～30mm。無翻邊輪胎濺水S1經(jīng)過翻邊下緣引導(dǎo)，沖擊端部防濺條，部分水流沿導(dǎo)水槽導(dǎo)出，其余水流沿側(cè)向?qū)С鲂纬捎蟹厒?cè)輪胎濺水S2，其濺水角度由無翻邊側(cè)濺水角度Φ減小為Φ1。本發(fā)明中給出了新型導(dǎo)水阻水翻邊裝置結(jié)構(gòu)形狀及尺寸范圍，具體結(jié)構(gòu)尺寸可以根據(jù)輪胎型號、輪胎載荷和極端積水深度進行優(yōu)化設(shè)計。當前第1頁1 2 3