Устройство поворотного узла складывания крыла при базировании

 

Использование: в авиации и предназначается для использования в конструкциях спортивных самолетов, а также летательных аппаратов, применяемых с плавучих средств базирования. Сущность изобретения: для увеличения ресурса крыла, снижения его массы и повышения готовности летательного аппарата к смене позиции. Механизм запирания выполнен в виде клинового самозапирающегося замка, в котором опора 10 подвижной планки установлена на поворотной части крыла 1, а кронштейн-корпус 8 замка содержит крышку замка, подпружиненную подвижную планку 11, подпружиненный фиксатор 17, опорную пружину 14, рычаг 15 с качалкой 16, тарелку 12 и стержень 13 на центральной части крыла. Подвижная планка 11, фиксатор 17 и опора 10 подвижной планки 11 выполнены с возможностью перемещений и поворотов с взаимодействием по опорным поверхностям друг друга, а качалка 16 с рычагом 15 - по фигурному отверстию с подвижной планкой. 2 ил.

Изобретение относится к авиации и предназначается для использования в конструкции летательных аппаратов типа дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА) того класса, для которого характерна эксплуатация с быстрой сменой стартовых позиций в составе передвижного наземного комплекса группой изделий с ограничениями на габаритные размеры по условиям транспортировки. Может быть использовано в конструкции спортивных самолетов, а также ДПЛА и самолетов, применяемых с плавучих средств базирования.

Известно устройство для быстрой установки и съема элементов летательных аппаратов [1] Обеспечивая полетное и отклоненное от полетного положение поворотной части крыла (ПЧК) относительно центральной части крыла (ЦЧК), ограниченной в размахе бортами фюзеляжа, это устройство включает в себя как группу элементов навески ПЧК на ЦЧК, так и группу элементов фиксации ПЧК относительно ЦЧК в полетном положении. Элементы группы навески выполнены в виде двух кронштейнов, закрепленных в передней и задней частях профиля ПЧК, и двух ответных осей, установленных по стыку ЦЧК с бортом фюзеляжа так, что ПЧК имеет возможность для отклонения вниз за счет поворота относительно осей.

Недостатками указанного устройства являются необходимость размещения элементов, несущих ось поворота ПЧК, только по борту фюзеляжа и отклонения ПЧК только вниз; зависимость эффективности работы расчалок от положения крыла по высоте относительно фюзеляжа с невозможностью применения для крыла высокопланной схемы; существенное отрицательное влияние вынесенных в поток расчалок на аэродинамику обтекания крыла; неэффективная в отношении массы конструкции схема передачи нагрузок для случаев растяжения верхней поверхности крыла; значительный эксцентриситет при передаче усилий от изгибающего момента с ПЧК на ЦЧК из-за потерь строительной высоты в сечении с узлами навески и фиксации, увеличивающий издержки массы устройства; люфт ПЧК относительно ЦЧК в полете за счет деформации расчалок при малом расстоянии между осями навески и кулачками фиксации с наличием между ними зазоров; время для складывания ПЧК и установки в полетное положение увеличено тем, что кроме поворота фиксирующих кулачков над осями навески требуется закрепление с определенной мерой затяжки минимум одного конца каждой расчалки.

В качестве прототипа принято устройство поворотного узла складывания и раскладывания поворотной части крыла относительно корневой части крыла [2] содержащее общую ось поворота для центральной и поворотной частей крыла, элементы ухо-вилка и механизм запирания, разнесенный по размаху крыла, выполненный в виде управляемого тягой фиксатора, опоры и подпружиненного курка, фиксирующих крыло в полетном положении, а также фиксатора и площадки на центральной части крыла в транспортном положении.

Недостатками такого устройства являются наличие люфта, вызванное зазором в соединении цилиндрический фиксатор отверстие, обеспечивающих подвижность фиксатора;
склонность к заклиниванию фиксаторов в отверстиях при малых зазорах в соединениях;
увеличение люфта по мере износа соединений в процессе эксплуатации;
сложность обеспечения соосности и параллельности оси складывания и отверстий фиксаторов при изготовлении;
увеличение массы конструкции при увеличении жесткости, необходимой для обеспечения неизменности геометрии взаимного положения отверстий фиксаторов при эксплуатации.

Целью изобретения является увеличение ресурса крыла с одновременным снижением массы и повышением готовности к смене позиции.

Для этого в устройстве поворотного узла складывания крыла при базировании, содержащем общую ось поворота для центральной и поворотной частей крыла, элементы ухо-вилка и механизм запирания, последний выполнен в виде клинового самозапирающегося замка, элементы которого расположены на центральной и поворотной частях крыла, при этом на центральной части крыла закреплен кронштейн-корпус замка с направляющими, взаимодействующими с подвижной подпружиненной планкой, и снабженный крышкой, на которой установлены подпружиненный фиксатор, рычаг с качалкой и подпружиненная подвижная планка с клиновидной запирающей частью, выполненная с фигурным отверстием под качалку; а на поворотной части крыла установлена опора подвижной планки, причем подвижная планка, фиксатор и опора подвижной планки выполнены с возможностью перемещений и поворотов с взаимодействием по опорным поверхностям друг друга, а качалка с рычагом по фигурному отверстию с подвижной планкой.

На фиг. 1 схематически изображена зона узла складывания ПЧК на ЦЧК, вид на крыло в плане; на фиг. 2 сечение А-А, иллюстрирующее полетное, а также по этапам складывания положения ПЧК относительно ЦЧК в зоне поворотного узла складывания.

В устройство входят следующие элементы: поворотная часть крыла (ПЧК) 1, центральная часть крыла (ЦЧК) 2, ось 3, плоскость переднего лонжерона 4 крыла, плоскость заднего лонжерона 5 крыла, заднее ухо 6 соединения ухо-вилка, переднее ухо 7 соединения ухо-вилка, коробчатый кронштейн-корпус 8 замка, плоскость притвора 9, опора 10 подвижной планки 11, тарелка 12, стержень 13, опорная пружина 14, рычаг 15, качалка 16, фиксатор 17, крышка 18 замка, пружина 19 фиксатора, щиток 20 и пружина поджатия 21.

Требуемые положения ПЧК 1 относительно ЦЧК 2 обеспечены соединением их посредством двух элементов ухо-вилка на общей оси поворота 3 консоли крыла; один вдоль плоскости переднего лонжерона 4 крыла, другой заднего лонжерона 5. При этом уши 6 и 7 соединений выполнены как выступы монолитного кронштейна-корпуса 8 замка, размещенного на ЦЧК в ее межлонжеронной части. Разъемное крепление ПЧК с ЦЧК достигнуто за счет клинового самозапирающегося замка, примыкающего своими деталями в зоне между ушами к плоскости притвора 9. Он состоит из размещенной на торце ПЧК опоры 10 подвижной планки, которая связана с находящимися на ЦЧК подвижной планкой 11, подпружиненной на запирание посредством тарелки 12, стержня 13 и опорной пружины 14, а также рычагом 15 и качалкой 16 через фигурное отверстие подвижной планки. При этом клиновыми частями замка являются подвижная планка 11 и опора 10 подвижной планки 11. Связь фиксатора 17 с подвижной планкой 11 по типу запирания и отпирания введена путем установки фиксатора 17 на крышке 18 замка 8 так, что один конец фиксатора 17 навешен на крышке замка подвижно, а другой уперт в крышку 18 замка 8 через пружину 19 фиксатора 17 подвижной планкой 11 или опорой 10 подвижной планки. Конструкция ПЧК в зоне элементов навески ухо-вилка имеет ниши, закрытые в полетном положении частично ушами 6 и 7, выходящими на поверхность крыла, частично щитками 20 с пружинами поджатия 21. При этом кронштейн-корпус замка 8 выполнен с направляющими 22 под подвижную планку 11, а крышка 18 замка 8 выполнена с проушинами 23 навески фиксатора 17.

Устройство работает следующим образом.

Передача расчетных нагрузок между ПЧК и ЦЧК в полетном их положении осуществляется через общую ось поворота консоли 3 и опору 10 подвижной планки 11 на уши 6 и 7 кронштейна-корпуса замка 8 и подвижную планку 11, находящуюся в направляющих 22 кронштейна-корпуса замка 8 в плоскости притвора 9. При этом подвижная планка воспринимает одну из пары сил от изгибающего момента, действующего в зоне крыла с устройством на плече, определяемом расстоянием между осью поворота консоли 3 и серединой контактной площадки, образованной клиновидными частями связанных вместе подвижной планки 11 и опоры 10 подвижной планки. Кроме того, на уши 6 и 7 действует от общей оси поворота консоли 3 перерезывающая сила и силы крутящего момента в сечении крыла. Основной фактор нагружения изгибающий момент, неоднократно меняющий в полете свою величину и направление, передается, во-первых, на плече, существенно большем строительной высоты профиля крыла, с последующей передачей усилий через сход на строительную высоту ЦЧК монолитной конструкции без стыковок и, во-вторых, в условиях полностью устраненного люфта в соединениях ухо-вилка и по контактной площадке подвижной планки с опорой подвижной планки.

Выведение ПЧК из полетного положения достигается поворотом рычага 15 и качалки 16, отодвигающих планку 11 от плоскости притвора 9, преодолевая сопротивление опорной пружины 14 и освобождая опору 10 подвижной планки 11. При угловом отклонении ПЧК с освобожденной от поворотной планки 11 опорой 10 поворотной планки последняя высвобождает конец фиксатора 17, сжимающий пружину 19 фиксатора, который, опускаясь, замыкает подвижную планку от перемещения к плоскости притвора при отведенном от нее положении. При возвращении ПЧК в полетное положение опора 10 подвижной планки на торце ПЧК вступает в контакт с опорной поверхностью фиксатора 17 и, сжимая пружину 19 фиксатора, поднимает его, выводя из запирающего контакта с подвижной планкой 11, которая под действием сжатой опорной пружины 14 в момент конца поворота ПЧК, двигаясь по направляющим кронштейна-корпуса замка 8, проскакивает клиновидной частью под ответную часть опоры 10 подвижной планки, запирая ее. Плотная безлюфтовая фиксация ПЧК и ЦЧК по оси 3 и опоре 10 достигается при довороте рычага 15 с качалкой 16 в сторону, соответствующую движению планки к плоскости притвора. Выбору зазора по оси 3 и отсутствию люфта в продолжении полета отвечает клиновое соединение подвижной планки 11 с опорой 10 подвижной планки с углом клина 5^о.

Данное техническое решение позволяет:
полностью устранить люфт между центральной частью крыла и поворотной частью крыла в полетном положении;
избежать потерь времени на устранение заклинивания фиксаторов в цикле работ по складыванию и раскладыванию крыла;
упростить требования к изготовлению и эксплуатации устройства за счет снятия условия соосности отверстий под фиксаторы и ось поворота консоли;
уменьшить массу конструкции, увеличив без ущерба для работоспособности допустимые деформации в устройстве;
быстро переработать конструкцию, обеспечивая легкий отъем поворотной части крыла в эксплуатации, если это требуется.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПОВОРОТНОГО УЗЛА СКЛАДЫВАНИЯ КРЫЛА ПРИ БАЗИРОВАНИИ, содержащее общую ось поворота, элементы ухо вилка и механизм запирания, отличающееся тем, что, с целью увеличения ресурса крыла с одновременным снижением массы и повышением готовности к смене позиции, механизм запирания выполнен в виде клинового самозапирающегося замка, элементы которого расположены на центральной и поворотной частях крыла, при этом на центральной части крыла закреплен кронштейн-корпус замка с направляющими, взаимодействующими с подвижной подпружиненной планкой, снабженный крышкой, на которой установлены подпружиненный фиксатор, рычаг с качалкой и подпружиненная подвижная планка с клиновидной запирающей частью, выполненная с фигурным отверстием под качалку, а на поворотной части крыла установлена опора подвижной планки, причем подвижная планка, фиксатор и опора подвижной планки выполнены с возможностью перемещений и поворотов с взаимодействием по опорным поверхностям друг друга, а качалка с рычагом по фигурному отверстию с подвижной планкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2