Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты



Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты
Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты
Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты
Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

 


Владельцы патента RU 2482434:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. Раскрываемое шарнирно закрепленное на корпусе крыло и механизм раскрытия крыла, выполненный в виде вращающегося стержня с установленными на нем с возможностью перемещения вдоль его оси с фиксацией от взаимного проворота двумя шарнирно соединенными между собой и образующими параллелограмм рычагами, размещены на разных ступенях двухступенчатой ракеты. Ось вращения стержня установлена соосно с осью вращения крыла. Крыло раскрывается за свою заднюю кромку с помощью двух пальцев, установленных на одном из рычагов механизма раскрытия. Технический результат заключается в обеспечении более легкого раскрытия крыла и снижении массы ракеты. 4 ил.

 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям (крыльям, рулям, стабилизаторам) и механизмам их раскрытия, и может быть использовано в конструкции механизмов раскрытия складываемых, находящихся под обтекателем крыльев двухступенчатых ракет.

Ракеты с раскрывающимися аэродинамическими поверхностями (крыльями, рулями, стабилизаторами) широко и давно известны (патент США №3650496, 1972 г.; патенты РФ №2243488, F42B 10/14, 2004 г.; №2284450, F42B 10/14, 2006 г. и др.). Это ракеты, стартующие либо из транспортно-пусковых контейнеров, либо со стартово-разгонных ступеней и находящихся при разгоне под обтекателем. Наличие складываемых конструкций продиктовано уменьшением габаритов средств доставки ракет.

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2365866, F42B 10/14, 2008 г., которое и было принято авторами за ближайший аналог.

Данное техническое решение представляет собой складной руль, шарнирно закрепленный на корпусе ракеты и жестко фиксируемый после раскрытия. Руль переводится из сложенного положения в раскрытое с помощью механизма раскрытия руля, расположенного внутри вала привода управления рулем и представляющего в данном конкретном случае пружинный толкатель. В качестве механизма раскрытия можно было бы использовать (особенно в случае больших шарнирных моментов при раскрытии) устройства с другим принципом действия, например, пиротолкатели, пневмо- и гидромеханизмы.

Указанное устройство представляет собой компактное устройство с малыми габаритными размерами и может быть признано рациональным для одноступенчатых ракет с аэродинамическими поверхностями (рулями) малой площади.

Однако для вытянутых вдоль корпуса аэродинамических поверхностей (несущих крыльев) сверхзвуковых и гиперзвуковых ракет, включающих в себя для достижения заданной скорости полета разгонные (отделяемые) ступени, данное техническое решение использовать нецелесообразно, так как такие крылья, как правило, устанавливаются не менее чем на двух значительно разнесенных по длине корпуса шарнирных опорах, а для их раскрытия (из-за большой скорости полета и значительной площади крыльев) требуются значительные усилия для преодоления больших шарнирных моментов при раскрытии. Это приводит к значительному увеличению массы (паразитной после раскрытия крыльев) размещенных на маршевой ступени механизмов раскрытия и систем, обеспечивающих их функционирование, и к уменьшению полезного объема внутри самой ракеты для размещения других систем ракеты.

Указанные недостатки устраняются тем, что механизм раскрытия крыла конструктивно отделен от шарнирно установленного на корпусе маршевой ступени ракеты крыла, размещен на разгонной (отделяемой) ступени ракеты и взаимодействует с крылом посредством двух пальцев механизма, утопленных в гнездах, размещенных в задней кромке крыла. Наличие двух пальцев позволяет приложить момент на поворот крыла непосредственно к кромке крыла (в двух точках) и гарантированно повернуть крыло, в том числе и составное - с вращающимся элероном (элевоном) в задней части крыла. Выполнить такую операцию с составным крылом одним пальцем (контакт с кромкой в одной точке в виде сосредоточенной в точке силы) достаточно проблематично - крыло вместо того, чтобы раскрываться, может просто сложиться по линии вращения элерона (элевона) и в конце концов сломаться.

В то же время для того, чтобы предложенная конструкция была работоспособной, и крыло гарантированно раскрылось, необходимо очень строгое совмещение осей вращения крыла и раскрывающего крыло вращающегося рычага механизма раскрытия как по направлению (оси вращения должны иметь одинаковую пространственную ориентацию), так и по геометрическому расположению (в плоскостях, перпендикулярных направлению осей, оси должны находиться в одной точке). Если это условие не будет соблюдено, то из-за расхождения траекторий движения пальцев механизма раскрытия и соответствующих им гнезд в кромке крыла возникают значительные монтажные напряжения, которые могут вообще остановить процесс раскрытия (крыло может «зависнуть» в промежуточном положении) и в конечном итоге привести к выходу из строя либо крыла, либо механизма раскрытия крыла.

Добиться указанного выше идеального совмещения осей вращения крыла и вращающегося рычага механизма раскрытия крыла чисто технологическими средствами не представляется возможным ввиду повышенной сложности конструкции ракеты. При небольших расхождениях можно было бы предоставить основанию рычага в плоскости, перпендикулярной направлению осей вращения, небольшую двухстепенную свободу (передавать на рычаг от привода только вращающий момент, жестко не фиксируя при этом сам рычаг относительно оси вращения). Но это все приводит к снижению жесткостных характеристик конструкции, что нежелательно при повышенном уровне вибраций.

Данная задача (обеспечение гарантированного раскрытия при условии несовмещения осей вращения крыла и вращающегося рычага механизма раскрытия крыла) в предлагаемой конструкции решена следующим образом.

Если взять два протяженных рычага с заведомо разными осями вращения, то при любом положении одного из рычагов, второй рычаг всегда можно установить параллельно первому. Поэтому, вращая один рычаг, можно, не встречая никакого сопротивления, повернуть второй рычаг, единственно, что при этом будет изменяться расстояние между рычагами, характер изменения которого зависит от взаимного расположения осей вращения рычагов. Таким образом, компенсация несовпадения осей вращения рычагов сводится к обеспечению изменяемого расстояния между параллельными рычагами. В предлагаемой конструкции роль подобного компенсатора выполняют два параллельных шарнирно соединенных между собой и образующих параллелограмм рычага. Один из рычагов снабжен пальцами, взаимодействующими с гнездами в задней кромке крыла, без возможности перемещения относительно крыла, второй установлен на вращающемся посредством привода стержне механизма раскрытия, при этом (с целью обеспечения переменного расстояния между рычагами) второй рычаг установлен с возможностью перемещения вдоль оси стержня без возможности проворота относительно последнего - это обеспечивает прилегание первого рычага к кромке крыла.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами - на фиг.1-4 представлены общий вид крыла с механизмом раскрытия (вид сбоку), вид против направления полета и сечения по отдельным элементам конструкции механизма раскрытия крыла.

Предлагаемое устройство состоит из фиксируемого в раскрытом положении (узлы фиксации условно не показаны) крыла 1, шарнирно установленного на двух опорах 2 на корпусе маршевой ступени 3 ракеты, механизма раскрытия крыла, выполненного в виде прилегающего к задней кромке 4 крыла 1 вращающегося стержня 5, ось вращения 6 которого размещена в опорном кронштейне 7, жестко закрепленного на разгонной (отделяемой) ступени 8 ракеты, и привода 9. При этом опорный кронштейн 7 установлен так, что оси шарнирных опор 2 крыла 1 и ось вращения 6 стержня 5 являются составными частями единой оси 10 (оси вращения опор 2 и стержня 5 совмещены по направлению), а на самом стержне 5 с минимальными зазорами размещен с возможностью перемещения вдоль его продольной оси рычаг 11, который шарнирно на осях 12 посредством двух пар тяг 13 соединен с параллельным ему рычагом 14. На рычаге 14 жестко установлены разнесенные по его длине два пальца 15, которые в свою очередь заведены (утоплены) в гнезда 16, жестко закрепленные на задней кромке 4 крыла. На стержне 5 установлен штифт 17, препятствующий провороту рычага 11 относительно стержня и обеспечивающий тем самым постоянное в процессе раскрытия прилегание рычага 14 к кромке 4 крыла 1, а на рычаге 11, в свою очередь, под штифт 17 для обеспечения возможности перемещения рычага относительно стержня выполнены продольные сквозные пазы 18. В общем случае крыло 1 может быть выполнено составным и включать в себя помимо основной части 1 еще и вращающуюся по оси 19, образуемой шарнирами 20, аэродинамическую поверхность управления (элевон, элерон) 21, которая в сложенном положении крыла может слегка покачиваться на своей оси вращения 19 (из-за наличия люфтов в шарнирах).

Устройство работает следующим образом:

При подаче управляющегося сигнала привод 9 поворачивает стержень 5, а вместе с ним посредством параллельных рычагов 11 и 14 и крыло 1 с помощью установленных на рычаге 14 двух пальцев 15, взаимодействующих с гнездами 16 в задней кромке 4 крыла, из сложенного положения в раскрытое до фиксации крыла на своих фиксаторах. Наличие исходного несовпадения осей вращения крыла и вращающегося стержня механизма раскрытия крыла, как указывалось выше, компенсируется при раскрытии изменением расстояния между рычагами 11 и 14, а установка рычага 11 на стержне 5 с минимальными зазорами на достаточно протяженной базе позволяет максимально снизить влияние кинематических люфтов на жесткость конструкции. С этого момента механизм раскрытия крыла больше не нужен и при разделении ступеней ракеты отбрасывается вместе с разгонной ступенью ракеты. Наличие в зацеплении с гнездами 12 крыла одновременно двух разнесенных по длине рычага 5 пальцев 11 позволяет раскрывать и составные крылья (с вращающимся на своей оси элероном или элевоном в задней части крыла) и ограничить действующие на заднюю кромку крыла усилия при раскрытии. Следует также заметить, что при определенной конфигурации пальцев (выполнение контактирующей с гнездом поверхности пальца сферической) предложенная конструкция механизма позволяет компенсировать и небольшие расхождения в пространственной ориентации осей вращения крыла и вращающегося стержня механизма раскрытия.

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты, состоящее из фиксируемого в раскрытом положении шарнирно закрепленного на корпусе ракеты крыла и механизма раскрытия крыла с приводом, отличающееся тем, что крыло и механизм раскрытия крыла установлены автономно на разных ступенях ракеты, механизм раскрытия крыла выполнен в виде вращающегося стержня и установленных на стержне двух шарнирно соединенных между собой и образующих параллелограмм рычагов, при этом ось вращения крыла и ось вращения стержня, закрепленная в опорном кронштейне, совмещены по направлению, один из двух рычагов размещен на стержне с возможностью перемещения вдоль его оси с фиксацией от взаимного проворота, другой рычаг снабжен двумя разнесенными по его длине пальцами, взаимодействующими с гнездами, закрепленными на задней кромке крыла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. .

Изобретение относится к области ракетной техники и касается складываемых аэродинамических поверхностей и механизмов их раскрытия. .

Изобретение относится к авиационной технике и касается средств раскладывания консолей крыльев летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области оборонной техники, а именно к складывающимся рулям управляемых ракет. .

Изобретение относится к средствам управления летательными аппаратами, в частности к рулевым поверхностям. .

Изобретение относится к области летательных аппаратов, в частности касается аэродинамической компоновки беспилотных летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области ракетной техники. .

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к конструкции малогабаритных управляемых ракет, выстреливаемых из трубчатой направляющей (контейнера), и может быть использовано в конструкциях с различными аэродинамическими схемами.

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА) со складывающимися аэродинамическими поверхностями, в частности к устройствам их фиксации в сложенном положении.

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений

Изобретение относится к области наведения управляемых ракет. Способ наведения по оптическому лучу ракеты, стартующей с подвижного носителя, включает формирование на носителе лазерного луча с информационным полем управления, наведение на цель оптического прицела, ось которого съюстирована с осью информационного поля, ориентирование оси пускового устройства в направлении оси луча, пуск ракеты со сложенными аэродинамическими рулями и ввод ракеты в информационное поле, открытие на ракете приемника излучения и формирование команд управления, зависящих от положения ракеты относительно оси информационного поля, раскрытие аэродинамических рулей и их отклонение. В момент схода ракеты запоминают угловое положение оси пускового устройства относительно связанной с носителем системы координат, а также угловое положение носителя относительно земной системы координат, раскрытие рулей осуществляют с временной задержкой относительно открытия приемника излучения, в момент открытия приемника излучения совмещают ось информационного поля луча с запомненным в момент схода ракеты положением пускового устройства, а в момент времени раскрытия рулей начинают совмещение оси информационного поля лазерного луча с линией визирования цели. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении времени вывода ракеты на ось луча. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к авиационной и космической технике и может быть использовано в спускаемых летательных аппаратах (ЛА). Устройство управления спускаемым ЛА содержит в хвостовой части ЛА две пары, попарно симметрично расположенных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, аналогичных аэродинамических поворачиваемых элементов, приводы вращения аэродинамических элементов (АЭ). Плоскости симметрии АЭ смещены относительно продольной плоскости ЛА. АЭ выполнены в виде части цилиндра, полученного отсечением выступающих за боковую поверхность ЛА частей. Приводы вращения АЭ расположены в одной плоскости, перпендикулярной продольной плоскости ЛА. Изобретение позволяет повысить характеристики устройства управления, обеспечить пространственное управление маневром ЛА. 3 ил.

Изобретение относится к космической, ракетной и морской технике и касается раскрытия и автоматической установки в рабочее положение несущей управляющей плоскости летательного аппарата (ЛА). Привод несущей управляющей плоскости ЛА содержит неподвижно установленный корпус, силовой цилиндр, поршень со штоком, кинематически связанный с управляющей плоскостью. Силовой цилиндр установлен в корпусе на подшипниках с возможностью вращения относительно своей продольной оси. Надпоршневая полость камеры силового цилиндра выполнена в виде газовой герметичной и негерметичной полостей, а герметичная полость под поршнем заполнена жидкостью. В негерметичной газовой полости кинематическая связь штока поршня с управляющей плоскостью выполнена в виде качалки, рычага и соединяющих их осей. Оси качалки и рычага установлены на корпусе силового цилиндра. Рычаг жестко соединен с управляющей плоскостью. Отверстие в качалке для установки оси крепления качалки со штоком поршня выполнено в виде прорези. Достигается уменьшение массы и габаритов привода несущей управляющей плоскости ЛА при выполнении им продольного и вращательного движений. 2 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники и касается устройств управления элевонов складываемого крыла ракеты. Механизм управления элевоном состоит из размещенного на корпусе ракеты вала вращения, соединенного с элевоном, шарнирно установленным на задней кромке крыла, рычага, закрепленного на валу, и рулевой машинки, установленной в корпусе ракеты, шток которой шарнирно соединен с рычагом. Вал, расположенный в корпусе ракеты, жестко соединен с рычагом, шарнирно соединенным со штоком рулевой машинки. Один конец вала со сферической опорой, установленной в корпусе ракеты, составляет подвижное шлицевое соединение. На другом конце вала шарнирно закреплена обойма, шарнирно соединенная с поводком, жестко закрепленным на элевоне складываемого крыла. Ось шарнирного соединения поводка и обоймы совмещена с осью вращения крыла. На поводке выполнен зуб. На обойме выполнен паз, в котором размещен зуб поводка. Достигается обеспечение управления элевоном, расположенным на складываемом крыле, независимо от температурных деформаций составных частей ракеты и от технологических погрешностей при изготовлении и сборке. 4 ил.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к управляемым артиллерийским снарядам. Стабилизатор снаряда содержит корпус, закрепленные в корпусе на осях лопасти и механизм стопорения. Механизм стопорения включает корпус, переднюю крышку, инерционный груз со сквозным отверстием, в котором установлен центральный винт, закрепленный со стороны передней крышки гайкой, и возвратные пружины, размещенные в глухих отверстиях инерционного груза враспор между инерционным грузом и шляпкой центрального винта. На переднем торце шляпки центрального винта установлена кольцевая прокладка из легкодеформируемого материала с цилиндрическими пазами на боковой поверхности, в которых расположены возвратные пружины, упирающиеся в передний торец шляпки центрального винта. Гайка выполнена с наружным диаметром, величина которого исключает прогиб крышки от воздействия силы, передающейся на гайку при ударе инерционного груза в шляпку центрального винта, и высотой, при которой опорная площадь гайки рассчитана таким образом, чтобы сила, передающаяся через гайку на крышку при ударе, не превышала предела текучести материала крышки. Повышается надежность функционирования стабилизатора при воздействии интенсивных ствольных перегрузок. 3 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники. Поворотный узел крыла летательного аппарата состоит из основания, двух консолей крыла, штифта, крепежного элемента и упорной шайбы. Между основанием и упорной шайбой установлена калибровочная шайба. Основание и упорная шайба образуют втулку, боковая поверхность которой образована цилиндрической и двумя конусообразными поверхностями. Корневые части консолей установлены одна над другой на одной оси в плоскостях, перпендикулярных вертикальной оси с возможностью поворота относительно боковой поверхности втулки в противоположные стороны. Изобретение направлено на упрощение раскладывания крыла. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и касается устройств фиксации складываемых аэродинамических поверхностей. Аэродинамический руль ракеты содержит установленную на корпусе ракеты аэродинамическую поверхность с возможностью складывания, привод управления рулем. Привод установлен в корпусе ракеты с возможностью вращения, в котором зафиксированы аэродинамическая поверхность и механизм стопорения. Механизм стопорения содержит подпружиненно-поворотную качалку, контактирующую с аэродинамической поверхностью. Аэродинамическая поверхность выполнена цельной. На одном конце качалки выполнен зуб, контактирующий с аэродинамической поверхностью. В приводе управления выполнены дугообразный паз, ограничивающий углы поворота аэродинамической поверхности, и прорезь для установки другого конца качалки. Достигается эффективная фиксация руля от поворота в сложенном положении, используя при этом минимально возможный зазор между внутренним обводом транспортно-пускового стакана и корпусом ракеты. 6 ил.

Изобретение относится к области оборонной техники, а именно, к складывающимся рулям или стабилизаторам управляемых ракет. Складной руль управляемой ракеты содержит закрепленную на выходном валу привода корневую часть руля, поворотную часть руля, установленную на двух полуосях, размещенных в корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него, и механизм раскрытия руля. Механизм раскрытия руля включает толкатель, расположенный в корневой части руля с возможностью его перемещения по оси вала привода под действием газа высокого давления, и поворотный рычаг. Поворотный рычаг кинематически связывает толкатель и поворотную часть руля. Корневая часть руля снабжена двумя стопорами поворотной части руля в ее раскрытом положении, выполненными в виде подпружиненных штоков. Нижняя часть поворотного рычага, взаимодействующего с толкателем, установлена над толкателем и выполнена с поперечным отверстием. В отверстии с двух сторон размещены шарики и подпружиненные цилиндрические фиксаторы. Фиксаторы размещены в плоскости симметрии корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него. Верхняя часть толкателя выполнена суженной с конической вершиной, размещенной под подпружиненными шариками и предназначенной для взаимодействия с последними при движении толкателя. Достигается повышение надежности конструкции. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к оборонной технике, а более конкретно к комплексам вооружения. Комплекс вооружения содержит пулю со стабилизатором, размещенную в пусковой трубе. Задняя часть пули выполнена в виде стабилизатора, жестко закрепленного на корпусе стартового двигателя пули. Стабилизатор представляет собой аэродинамическую юбку. Юбка упругодеформирована с возможностью обеспечения размещения в пусковой трубе. Диаметр большего основания юбки в раскрытом состоянии больше внутреннего диаметра пусковой трубы. Достигается обеспечение необходимой степени статической устойчивости пули при полете с числами Маха больше единицы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх