Пружинное устройство в системе управления летательным аппаратом

Изобретение относится к области самолетостроения, более конкретно, к пружинному устройству в системе управления летательным аппаратом. Пружинное устройство состоит из корпуса в сборе со стаканами с установленными в них внешними и внутренними фторопластовыми втулками, пружиной, регулировочными прокладками, штоком и резьбовой крышкой с ушком. При этом в шток ввернут регулируемый наконечник, который застопорен с помощью стопора, контровочной гайки и проволоки. Фторопластовые втулки выполнены с разрезом вдоль образующей их цилиндров. При этом ширина разреза превышает величину удлинения их окружностей при повышенной температуре окружающей среды, обеспечивая при этом возможность существенного уменьшения зазоров в соединении фторопластовых втулок с корпусом и штоком. Технический результат заключается в повышении ресурса пружинного устройства. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области самолетостроения, в частности к системам управления, а также может быть использовано в других областях техники.

Пружинные устройства (пружинные загружатели командных рычагов управления самолетом и пружинные тяги) широко применяются в системах управления самолетами.

Известны пружинные устройства самолета ТУ-154 [1], (пружинные тяги и пружинные загружатели). Хотя по характеру работы они идентичны, однако имеют отличия по конструкции. Отличия заключаются в материалах пар скольжения.

Для снижения трения в пружинных загружателях применены фторопластовые втулки в паре с металлическим корпусом и штоком загружателя. В пружинных тягах пары составлены из металлов с одинаковым коэффициентом термического расширения. При этом в обеих конструкциях зазоры в парах скольжения соответствуют скользящей посадке третьего класса.

Различие в конструкциях пар скольжения объясняется тем, что фторопласт и металл имеют разные термические коэффициенты линейного расширения, отличающиеся примерно в десять раз.

Причем у фторопласта он больше и при максимальных плюсовых температурах окружающей среды происходит заклинивание в паре корпус-внешняя фторопластовая втулка, а при минимальных минусовых - заклинивание в паре шток - внутренняя фторопластовая втулка.

Поскольку пружинные загружатели находятся в герметической кабине с постоянной температурой, а пружинные тяги вне гермокабины, применение фторопласта в парах скольжения реализовано только в пружинных загружателях.

Недостатком такой конструкции пружинных загружателей является то, что при длительной стоянке, например при минусовой температуре окружающего воздуха, прежде, чем приступить к предполетной проверке работы системы управления, необходимо предварительно прогреть кабину, так как пружинные загружатели могут оказаться в заклиненном состоянии и не позволить отклоняться командным рычагам управления самолетом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, являются пружинные загружатели и пружинные тяги самолета ТУ-334-100 [2].

Пружинные загружатели и пружинные тяги идентичны по конструкции и снабжены фторопластовыми втулками в парах трения с корпусом и штоком.

Но поскольку часть пружинных тяг расположена вне гермокабины и работает в полете во всем диапазоне температур окружающего воздуха (от +60°С до минус 60°), а пружинные загружатели и другая часть пружинных тяг, расположенные в гермокабине, подвергаются воздействию температуры во всем диапазоне на стоянке, то для исключения заклинивания пар трения в полете или на стоянке в этих устройствах предусмотрены повышенные зазоры между деталями пар трения.

Недостатком такой конструкции является возможность возникновения перекосов при работе в парах трения и, как следствие, неравномерный повышенный их износ, приводящий к снижению ресурса пружинного устройства.

Кроме того, из-за повышенных зазоров в парах трения при возможных вибрациях конструкции самолета, воздействующих на пружинное устройство в поперечном направлении, возникают ударные радиальные нагрузки в сопряжении деталей пары трения, способствующие повышенному их износу и снижению ресурса устройства.

Технической задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является повышение ресурса пружинного устройства.

Технический результат достигается путем существенного уменьшения зазора в парах трения, которое становится возможным при изменении конструкции фторопластовых втулок, а именно: фторопластовые втулки выполнены с одним продольным разрезом каждая (вдоль образующей цилиндра), при этом ширина разреза несколько превышает величину максимального термического удлинения окружности втулки. В этом случае изменение диаметров втулок происходит только за счет температурного изменения их толщины.

В случае же неразрезной втулки, применяемой в прототипе, изменение ее диаметра происходит не только за счет изменения ее толщины, но и за счет изменения длины ее окружности.

Поскольку температурные удлинения пропорциональны размерам втулки: толщине, длине окружности (или ее диаметру, так как D=S/π), то совершенно очевидно, что изменения диаметра в случае разрезной втулки значительно меньше, чем у неразрезной, что позволяет существенно уменьшить заложенные при проектировании пружинного устройства зазоры в парах трения.

Таким образом, заявляемая конструкция пружинного устройства соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими защищенными патентами техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень». Заявляемое решение пригодно к осуществлению промышленным путем.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где:

на Фиг.1 изображено пружинное устройство,

на Фиг.2 внешняя фторопластовая втулка,

на Фиг.3 внутренняя фторопластовая втулка.

Пружинное устройство состоит из резьбовой крышки с ушком 1, стаканов 2 с установленными в них внешними фторопластовыми втулками 3, стаканов 4 с установленными в них внутренними фторопластовыми втулками 5, пружины 6, корпуса 7, резьбовой крышки 8, штока 9, регулируемого наконечника 10, регулировочных шайб 11, контровочной гайки 12, стопора 13, контровочной проволоки 14.

Фторопластовые втулки 3 и 5 имеют по одному разрезу вдоль образующей их цилиндров.

Это позволяет существенно снизить заложенные в конструкции зазоры в парах скольжения с корпусом 7 и штоком 9, тем самым уменьшить возможные перекосы в парах, а также смещения элементов пар при радиально направленных вибрациях и в результате повысить ресурс устройства.

Ширина разреза во втулках 3 и 5 зависит от ее диаметра и должна несколько превышать линейное удлинение окружности втулки при повышенных температурах окружающей среды.

Кроме того, продольный разрез во втулках 3 и 5 выполняет функцию дополнительного декомпрессионного отверстия, необходимого для выхода воздуха из уменьшающейся в объеме внутренней полости устройства при его сжатии.

Пружинное устройство в системе управления летательным аппаратом работает следующим образом:

- при растяжении устройства шток 9 воздействует на стакан 2 (верхний), перемещает его совместно со стаканом 4 (верхним) и внешней (верхней) втулкой 3 относительно корпуса 7, обжимая пружину 6, при этом трение возникает между рабочими поверхностями верхней втулки 3 и корпуса 7 и втулки 5 (нижней) и штоком 9;

- при сжатии шток 9, воздействуя на стакан 2 (нижний), перемещается совместно со стаканом 4 (нижним) и внешней (нижней) втулкой 3 относительно корпуса 7, обжимая пружину 6, при этом трение возникает между рабочими поверхностями нижней втулки 3 и корпуса 7 и втулки 5 (верхней) и штока 9.

В настоящее время выпущены рабочие чертежи. Пружинное устройство реализовано на опытном образце, прошедшем лабораторные ресурсные испытания во всем диапазоне температур окружающей среды (от минус 60°С до +60°С), с положительным результатом.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить ресурс за счет уменьшении зазоров в соединении фторопластовых втулок с корпусом и штоком.

Источники информации

1. Инструкция по эксплуатации, книга IV, часть I, Управление самолетом, 1970 г.

2. Руководство по технической эксплуатации самолета Ту-334-100, раздел 027, 2006 г.

Пружинное устройство в системе управления летательным аппаратом, состоящее из корпуса в сборе со стаканами с установленными в них внешними и внутренними фторопластовыми втулками, пружиной, регулировочными прокладками, штоком и резьбовой крышкой с ушком, а также с регулируемым наконечником, ввернутым в шток и застопоренным с помощью стопора, контровочной гайки и проволоки, отличающееся тем, что фторопластовые втулки выполнены с разрезом вдоль образующей их цилиндров шириной, превышающей величину удлинения их окружностей при повышенной температуре окружающей среды, обеспечивая при этом возможность существенного уменьшения зазоров в соединении фторопластовых втулок с корпусом и штоком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиации. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для технической диагностики жесткой проводки системы управления летательного аппарата, преимущественно безбустерного исполнения.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к спортивным пилотажным самолетам. .

Группа изобретений относится к воздушному судну, способу и устройству для управления силовой обратной связью для устройства управления воздушного судна. Устройство активного управления силовой обратной связью для устройства управления содержит вычислитель, датчик положения, привод. Для активного управления силовой обратной связью для устройства управления перемещают устройство управления с помощью привода под управлением вычислителя, измеряют текущее положение устройства управления, осуществляют модулирование тока уставки, поступающего в привод, формируют предел насыщения определенным образом, при помощи которого осуществляют насыщение тока уставки по верхнему и нижнему пределам. Воздушное судно содержит орган управления, устройство управления, устройство активного управления силовой обратной связью для устройства управления. Обеспечивается повышение надежности, точности и гибкости системы управления миништурвалом. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам. Летательный аппарат содержит планер, силовую установку, систему управления в каналах крена, тангажа и рыскания, пост управления с педалями и шасси, выполненное в виде как минимум двух опор. Летательный аппарат также содержит средства отображения, конструктивно связанные с педалями и установленные с возможностью передачи на ноги летчика кинестетической информации об изменении положения опор шасси через перемещение педалей. Пост управления содержит главные гидроцилиндры, а педали выполнены в виде педалей управления, каждая из которых состоит из основания и площадки. Главные гидроцилиндры установлены на основаниях педалей и кинематически связаны с площадками. Опора шасси содержит тормозной механизм (14) колеса (5), включающий в себя рабочий (8) гидроцилиндр. Cредства отображения выполнены в виде гидроцилиндров (15) обратной связи. Рабочие полости гидроцилиндров (15) обратной связи сообщаются с главными и рабочими (8) гидроцилиндрами. Один из концов гидроцилиндра (15) обратной связи закреплен на поворотном рычаге (10) опоры шасси, а второй - на планере. Изобретение улучшает пилотирование летательного аппарата, повышает безопасность полетов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам управления полетом летательных аппаратов. Устройство (1) управления полетом для летательного аппарата содержит опору (2), рычаг (3), установленный с возможностью поворота на опоре, и механическое средство для создания возвратного усилия для рычага. Указанное средство включает в себя пружину (6) и первый моторный элемент (13), расположенные так, что первый конец пружины вынужден двигаться вращательно рычагом, а второй конец пружины вынужден двигаться вращательно выходным валом первого моторного элемента. Устройство управления полетом включает в себя электрическую вспомогательную систему (18) для содействия указанному механическому средству в создании возвратного усилия, содержащую второй моторный элемент и средство управления вторым моторным элементом. Обеспечивается более легкое изменение возвратного усилия, воздействующего на рычаг управления. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области самолетостроения, более конкретно, к пружинному устройству в системе управления летательным аппаратом

Наверх