Контейнер преимущественно для десантируемых аэрокосмических объектов

 

Изобретение относится к авиации, а более конкретно - к контейнерам для десантирования аэрокосмических объектов. Контейнер содержит каркас и многослойную оболочку. Первый внутренний слой оболочки выполнен из высокопрочного упругого материала. Все последующие слои изготовлены с уменьшающейся упругостью и прочностью и увеличивающейся деформируемостью в направлении от внутреннего к внешнему слою. Представлены варианты частного исполнения слоев оболочки. Изобретение направлено на создание конструкции контейнера, которая обеспечивала бы сохранность и надежность работы десантируемого объекта (например, аппаратуры для записи речевой и полетной информации). При этом возможно различное сочетание экстремальных условий: больших скоростей десантирования, высоких температуры и давления среды, высокопрочной поверхности десантирования. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиации, более конкретно к десантируемым контейнерам для аэрокосмических объектов, и может быть использовано для повышения их надежности в различных условиях применения, в частности может быть использовано в конструкции контейнеров для устройств записи полетной и речевой информации ("черных ящиков") для обеспечения их сохранности.

Из патента РФ N 2097279, кл. B 64 D 25/20, 1997 г. "Способ сохранения информации в режиме полета и переговорах экипажа в случае аварийного падения летательного аппарата и летательный аппарат" известно использование десантируемых контейнеров для устройств записи информации. Такие контейнеры, будучи выполненными в виде монооболочки, не обеспечивают целостности и сохранности десантируемых объектов при больших скоростях полета, в условиях высоких температур окружающей среды, при пожарах.

Известен сбрасываемый контейнер многоцелевого применения для десантирования груза с летательного аппарата (см. патент Франции, N 2208381, кл. B 64 D 1/00, 1994 г.). Контейнер выполнен в виде разъемного корпуса, выполненного из твердого материала. Такой контейнер также не обеспечивает сохранности груза при десантировании его на твердую (гористую) поверхность с большими перегрузками.

Известна "Слоистая оболочка для обеспечения тепловой и электростатической защиты" (патент России N 2087392, кл. B 64 G 1/58, 1997 г.), предусматривающая для защиты космических объектов многослойной оболочки из полупроводников, полиамидного волокна, термоотражающего и теплорегулирующего слоев. Такая оболочка предназначена для защиты от электростатических разрядов и теплового излучения, но не может быть использована для десантируемых объектов, т.к. не обеспечивает их целостности.

Известен контейнер для десантируемых с летательного аппарата грузов, выполненный в виде разъемного корпуса, включающего наружную оболочку из относительно жесткого и легкого материала и внутреннюю оболочку из гибкого материала. Наружная оболочка при этом выполнена из материала, который при ударе дробится с поглощением энергии (см. патент США N 4655418, кл. B 64 D 1/14, 1987 г. ) Известный контейнер, будучи сброшенным с летательного аппарата, может обеспечить защиту сбрасываемого оборудования лишь в условиях незначительных перегрузок, т.к. разрушаемый внешний слой не может поглотить значительное количество энергии, выделяющееся при сбросе объектов на больших скоростях полета, при ударе о твердую поверхность. Кроме того, такой контейнер не в состоянии противостоять высоким тепловым нагрузкам.

Задачей изобретения является разработка конструкции контейнера для десантируемых грузов, которая позволила бы десантировать аэрокосмические объекты при различном сочетании экстремальных воздействий: большие скорости десантирования, высокие температуры и давления среды, высокие прочностные характеристики поверхности, на которую производится сброс. При этом контейнер должен обеспечить сохранность и надежность работы десантируемого объекта.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что в контейнере преимущественно для десантируемых аэрокосмических объектов, содержащем каркас и многослойную оболочку, первый внутренний слой выполнен из высокопрочного упругого материала, а все последующие слои выполнены с уменьшающейся упругостью и прочностью и увеличивающейся деформируемостью в направлении от внутреннего к внешнему слою.

Более того, целесообразно первый слой выполнять из высокопрочной упругой стали, второй слой - из вязкой стали, а третий слой - из оловянистой бронзы.

Возможно выполнение наружного слоя оболочки из пористого материала, например пористой меди.

Кроме того, целесообразно выполнение наружного слоя оболочки пустотелым в виде обшивки, подкрепленной каркасом, при этом внутреннее пространство наружного слоя, заполнено жидкостью, например синтетическим маслом на основе кремнийорганических соединений.

Выполнение контейнера в соответствии с изобретением позволяет обеспечить сохранность аэрокосмических объектов при десантировании их в экстремальных условиях (высокие скорости, температуры и давления среды) для различных типов поверхностей.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан общий вид контейнера с частичным разрезом, выполненный в соответствии с изобретением.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

В соответствии с изобретением контейнер выполнен в виде разъемного корпуса, содержащего каркас 10 и оболочку 11 (см. чертеж). Оболочка 11 выполнена по форме, близкой к шару, и многослойной из нескольких связанных между собой слоев. Первый внутренний слой 1 выполнен из высокопрочного упругого материала. Все последующие слои в направлении от внутреннего к внешнему выполнены с уменьшающейся упругостью и прочностью и увеличивающейся деформируемостью.

Количество слоев и прочность оболочки выбираются из условия обеспечения сохранности внутреннего слоя, содержащего десантируемое оборудование, например аппаратуру магнитной записи полетной информации, для конкретных условий десантирования: скорости десантирования, прочности поверхности, давления и температуры окружающей среды.

Выполнение оболочки с уменьшающейся упругостью и деформируемостью достигается за счет подбора прочностных характеристик материала слоев и геометрических параметров с целью обеспечения требуемой перегрузки, приходящейся на десантируемое оборудование. При этом также учитывается способ закрепления оборудования внутри оболочки. Закрепление может быть осуществлено либо с помощью упругой подвески, либо с помощью закрепления пространства деформируемым материалом, например, асбопластиком.

Лучший пример осуществления изобретения.

Контейнер выполнен из оболочки 11, содержащей друг на друге слои 1, 2, 3, 4, и каркаса 10. При этом каркас выполнен разъемным и содержащим на каждой половине фланцы 7 с отверстиями для установки крепежных элементов 8. Оболочка также выполнена разъемной и удерживается в собранном положении каркасом 10, образуя полость 9, служащую для размещения десантируемого оборудования.

Первый слой 1 выполнен из высокопрочной упругой стали, например высоколегированной закаленной стали. Второй слой 2 выполнен из вязкой незакаленной хромансилевой стали. Третий слой 3 выполнен из оловянной бронзы. Четвертый наружный слой 4 выполнен пустотелым в виде обшивки 5, подкрепленной каркасом 6. Каркас 10 также выполнен из деформируемого материала, например бронзы. Внутреннее пространство слоя 4 может быть заполнено жидкостью. В качестве жидкости может быть использовано синтетическое масло на основе кремнийорганических соединений.

Контейнер также снабжен заправочным штуцером с пробкой для заправки полости слоя 4 жидкостью и трубчатым каналом для вывода проводки от аппарата магнитной записи, размещенного в полости 9 (на чертеже не показано). В полости разъема контейнера может быть установлено уплотнение, выполненное в виде асборезиновой прокладки (на чертеже не показано).

Наружный слой 4 может быть выполнен из пористого металла, например пористой меди.

При десантировании контейнера, которое может происходить намеренно при доставке аэрокосмического объекта на поверхность суши или моря Земли либо на другие планеты, происходит столкновение контейнера с поверхностью десантирования.

Аналогичное столкновение происходит при аварийном выбросе контейнера или при аварии летательного аппарата. При столкновении происходит удар с поглощением значительного количества кинетической энергии.

В первоначальный момент удара происходит взаимодействие каркаса и внешнего слоя с поверхностью, которые, деформируясь, поглощают часть энергии с соответствующим замедлением контейнера. После этого происходит деформирование по очереди всех последующих слоев с соответствующим растягиванием времени удара и обеспечиванием требуемой перегрузки, приходящейся на десантируемый объект внутри контейнера.

Последний внутренний слой воспринимает удар упруго, не разрушаясь, обеспечивая сохранность объекта.

Наличие жидкости (синтетического масла) позволяет обеспечивать требуемый температурный режим внутри контейнера при значительных отрицательных или положительных значениях температуры окружающей среды.

Выполненный в соответствии с изобретением контейнер обеспечивает сохранность десантируемого оборудования при различных сочетаниях неблагоприятных факторов: на скоростях десантирования - до 3000 км/ч, на воду, горную поверхность земли, в среду с температурой до 750^oC и давлением до 4 км водяного столба.

Формула изобретения

1. Контейнер преимущественно для десантируемых аэрокосмических объектов, выполненный в виде разъемного корпуса, содержащего каркас и многослойную оболочку, отличающийся тем, что первый внутренний слой выполнен из высокопрочного упругого материала, а все последующие слои выполнены с уменьшающейся упругостью и прочностью и увеличивающейся деформируемостью в направлении от внутреннего к внешнему слою.

2. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что первый слой выполнен из высокопрочной упругой стали, второй слой выполнен из вязкой стали, а третий слой выполнен из оловянистой бронзы.

3. Контейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что наружный слой оболочки выполнен из пористого металла, например меди.

4. Контейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что наружный слой оболочки выполнен в виде обшивки, подкрепленной каркасом, внутреннее пространство которого заполнено жидкостью, например синтетическим маслом.

РИСУНКИ

Рисунок 1