Складной руль управляемой ракеты
Владельцы патента RU 2458316:
Открытое акционерное общество "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" им. И.И. Торопова" (RU)
Изобретение относится к области оборонной техники, а именно к складывающимся рулям управляемых ракет. Складной руль управляемой ракеты содержит корневую часть руля, поворотную часть руля и механизм раскрытия руля. Корневая часть руля закреплена на выходном валу привода. Поворотная часть руля содержит поперечную глухую прорезь и установлена на двух полуосях, размещенных в корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него. Механизм раскрытия руля содержит взаимодействующий с поворотной частью руля подпружиненный толкатель, расположенный в корневой части руля с возможностью перемещения по оси вала привода. Механизм раскрытия руля дополнительно снабжен источником газа высокого давления для перемещения толкателя при раскрытии руля, и поворотным рычагом, кинематически связывающим толкатель и поворотную часть руля. Достигается повышение стабильности и надежности срабатывания складных рулей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складывающимся рулям или стабилизаторам, преимущественно управляемых ракет.
Такого рода рули обычно применяются в ракетах при их размещении в транспортно-пусковых контейнерах, например, в трубах пусковой установки, а также при компактном размещении ракет на подвесках на самолете-носителе.
Известны устройства складных рулей, поворачивающихся вокруг оси, параллельной продольной оси ракеты, представленные патентами США №2858765 от 04.11.1956 г., №3125956 от 24.03.64 г. и №3650496 от 21.03.1972 г. Известно также устройство складных рулей, поворачивающихся вокруг оси, параллельной продольной оси ракеты, представленное патентом РФ №2365866 от 26.02.2008 г.
Это устройство наиболее близко по технической сущности к предлагаемому изобретению и выбрано в качестве ближайшего аналога.
Согласно указанному патенту складной руль ракеты содержит закрепленную на выходном валу привода корневую часть руля поворотную часть руля и механизм раскрытия руля, содержащий подпружиненный толкатель, расположенный в выходном валу привода руля, поворотная часть руля установлена на двух полуосях, размещенных в корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него, и в ней выполнена глухая прорезь вдоль оси выходного вала привода, а толкатель установлен с возможностью его перемещения под действием пружины наружу вдоль оси вала привода, при этом на наружном торце толкателя выполнен конусный паз, ориентированный вдоль продольной оси ракеты, и установлена пластина, расположенная поперек указанного конусного паза, взаимодействующая с поверхностью прорези в поворотной части руля.
Кроме того, торец пластины толкателя и взаимодействующая с ней поверхность прорези в поворотной части руля выполнены профилированными с возможностью дополнительного продвижения толкателя после полного разворота поворотной части руля и последующего заклинивания конических выступов последней в конусном пазу толкателя, а поворотная часть руля, входящая в конусный паз толкателя, выполнена в виде усеченного конуса с углом конусности, не превышающим угол конусности вышеуказанного паза.
Недостаток данного устройства проявляется в нестабильности времени раскрытия рулей, что обусловлено различием аэродинамических нагрузок для различных условий пуска ракет, особенно характерных для условий пуска управляемых ракет с самолета-носителя.
Технической задачей изобретения является создание надежной и компактной конструкции рулей.
Техническим результатом является повышение стабильности и надежности срабатывания складных рулей.
Для решения поставленной задачи складной руль управляемой ракеты, содержащий закрепленную на выходном валу привода корневую часть руля, поворотную часть руля с поперечной глухой прорезью вдоль оси вала привода, установленную на двух полуосях, размещенных в корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него, и механизм раскрытия руля, содержащий взамодействующий с поворотной частью руля подпружиненный толкатель, расположенный в корневой части руля с возможностью его перемещения по оси вала привода, механизм раскрытия руля дополнительно снабжен источником газа высокого давления для перемещения толкателя при раскрытии руля, и поворотным рычагом, кинематически связывающим толкатель и поворотную часть руля.
При этом поворотный рычаг одним концом установлен на оси, закрепленной в прорези поворотной части руля, а вторым концом зафиксирован в продольном фигурном пазу толкателя с возможностью поворота и перемещения по оси вала привода руля при движении толкателя внутри корневой части руля под воздействием газа высокого давления.
Кроме того, корневая часть руля снабжена по меньшей мере одним стопором поворотной части руля в ее раскрытом положении, выполненным в виде подпружиненного штока, входящего своим выступающим концом в паз на торце поворотной части руля.
На Фиг.1-4 представлен вид складного руля в разрезе поперек оси ракеты (Фиг.1-3, сложенное положение руля, промежуточное положение и полностью раскрытое положение соответственно) и вид на раскрытый складной руль сбоку (Фиг.4).
Руль состоит из корневой части 1 и поворотной части 2, соединенной с корневой частью двумя полуосями 3. Корневая часть 1, выполненная в виде единого корпуса и имеющая паз для размещения рычага 4, отверстия для полуосей 3, продольное цилиндрическое отверстие для толкателя 5 (расположено по оси вала привода руля) и источник газа высокого давления 6, жестко скреплена с выходным валом 7 привода блока управления рулями (не показан).
Толкатель 5, снабженный уплотнительными кольцами 8, кинематически связан с поворотной частью 2 руля рычагом 4, установленным одним концом на оси 9, закрепленной поперек глухой прорези на поворотной части 2, а вторым концом - на фиксаторе 10, входящем в фигурный паз 11, выполненный в верхней части толкателя 5 в его боковых стенках.
Внутри толкателя 5 установлены цилиндрический стержень 12, контактирующий с рычагом 4, и пружина 13, опирающаяся на дно толкателя 5 (см., например, Фиг.1).
В корневой части 1 руля по обе стороны от толкателя 5 (см. Фиг.4) размещены два стопора 14, поджимаемых пружинами 15 к ключам 16. В раскрытом положении руля эти стопоры удерживают поворотную часть руля, входя в соответствующие выемки 17 на торцевой поверхности поворотной части 2 руля.
Раскрытие руля осуществляется следующим образом. В исходном положении (Фиг.1) толкатель 5 отжат от рычага 4 и, тем самым, фиксатор 10 рычага находится в верхней части паза 11 (на его прямом участке) и не дает повернуться рычагу 4 и развернуть поворотную часть 2 руля.
При подаче газа высокого давления в полость под днище толкателя 5 последний перемещается вверх, сжимая пружину 13 и фиксатор 10 оказывается в нижней части (в цилиндрическом отверстии) фигурного паза 11 и, тем самым, рычаг 4 (с фиксатором 10) освобождается для поворота вместе с поворотной частью руля (Фиг.2).
При дальнейшем перемещении толкателя 5 рычаг 4 поворачивает поворотную часть 2 руля в полностью раскрытое положение (Фиг.3). В раскрытом положении она фиксируется неподвижно размещенными на корневой части 1 руля стопорами 14.
Практическое исполнение и отработка предложенного устройства показала, что в качестве источника газа высокого давления может быть использовано пиротехническое устройство, обеспечивающее максимальное давление 20…35 МПа с временем выхода на максимальное давление около 10…20 мс в зависимости от размера складного руля.
Предложенный вариант обеспечивает стабильную и жесткую фиксацию поворотной части руля в раскрытом положении и характеризуется небольшими размерами корневой части, что приводит к малым поперечным размерам рулей в сложенном (транспортном) положении. Конструкция складного руля позволяет разместить механизм его раскрытия в рулевой поверхности без значительного увеличения ее толщины и не требует дополнительных устройств для исключения самопроизвольного раскрывания и складывания рулей.
1. Складной руль управляемой ракеты, содержащий закрепленную на выходном валу привода корневую часть руля, поворотную часть руля с поперечной глухой прорезью вдоль оси вала привода, установленную на двух полуосях, размещенных в корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него, и механизм раскрытия руля, содержащий взаимодействующий с поворотной частью руля подпружиненный толкатель, расположенный в корневой части руля с возможностью его перемещения по оси вала привода, отличающийся тем, что механизм раскрытия руля дополнительно снабжен источником газа высокого давления для перемещения толкателя при раскрытии руля и поворотным рычагом, кинематически связывающим толкатель и поворотную часть руля.
2. Складной руль ракеты по п.1, отличающийся тем, что поворотный рычаг одним концом установлен на оси, закрепленной в прорези поворотной части руля, а вторым концом зафиксирован в продольном фигурном пазу толкателя с возможностью поворота и перемещения по оси вала привода руля при движении толкателя внутри корневой части руля под воздействием газа высокого давления.
3. Складной руль ракеты по п.1, отличающийся тем, что корневая часть руля снабжена, по меньшей мере, одним стопором поворотной части руля в ее раскрытом положении, выполненным в виде подпружиненного штока, входящего своим выступающим концом в паз на торце поворотной части руля.
