Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата



Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата
Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата
Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата

 


Владельцы патента RU 2556736:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (RU)

Изобретение относится к области авиации и касается приводов управления элеронами (аэродинамическими поверхностями) летательных аппаратов. Электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата (БПЛА) содержит скоростной электромеханический двигатель. При этом скоростной электромеханический двигатель состоит из корпуса, установленного на основании, двух опорных подшипников, стопорной пружинной шайбы для фиксации опорных подшипников в осевом направлении, датчика угла поворота, неподвижной части из шести сдвоенных электромагнитных систем и шести постоянных магнитов, упоров, расположенных на зубчатом роторе, который выполнен в виде пространственного цилиндрического кулачкового механизма барабанного типа, посредством которого сообщается качательное движение толкателю. Каждая электромагнитная система включает магнитопровод и обмотку управления, залитые компаундом. Достигается создание простой конструкции электромеханического привода, позволяющей произвести его интеграцию в крыло БПЛА путем снижения его массогабаритных показателей, обеспечивая при этом снижение лобового сопротивления набегающему потоку, уменьшение люфта в деталях сопряжения механизмов и экономию места в фюзеляже БПЛА. 3 ил.

 

Изобретение относится к области приводов управления элеронами (аэродинамическими поверхностями) летательных аппаратов и может быть использовано при создании новых летательных аппаратов.

Для работы в системе многокомандного управления беспилотного летательного аппарата наиболее распространены исполнительные механизмы, где в качестве привода используются микродвигатели постоянного тока с постоянными магнитами. Главным требованием к таким передачам является малый люфт в подвижных соединениях, легкость перемещения. Микродвигатель, развивающий небольшой вращающий момент, вращает через редуктор с передаточным отношением 1:80-1:200 выходной вал исполнительного механизма. На выходном валу закреплена специальная качалка или диск для присоединения тяги управления рулями (Потапов В.Н., Хухра Ю.С. Пилотажные радиоуправляемые модели самолетов.- М: ДОСААФ, 1965 г. стр. 121, рис. 18). Это обуславливает наличие следующих недостатков: высокая точность изготовления механизмов и усложнение кинематической схемы беспилотного летательного аппарата. Кроме того, применение качалок на крыле для подсоединения тяг к элерону приводит к увеличению лобовой площади крыла, что вызывает дополнительное сопротивление и необходимость увеличения мощности двигателя.

Известен блок рулевых приводов, предназначенный для управления элероном беспилотного летательного аппарата, содержащий исполнительные механизмы, каждый из которых имеет корпус, вал рулевой поверхности (у нас - элерона), скоростной электродвигатель (у нас - скоростной электромеханический двигатель) и редуктор, включающий цилиндрическую зубчатую передачу, при этом каждый исполнительный механизм дополнительно снабжен подвижной зубчатой рейкой и находящимся в зацеплении с ней зубчатым сектором, закрепленным на валу рулевой поверхности, а редуктор дополнен шариковинтовой передачей, у которой ходовая гайка соединена с указанной рейкой, а ходовой винт закреплен на выходном валу вышеуказанной цилиндрической зубчатой передачи, причем число ступеней последней не превышает двух (Патент РФ 2370412 С1, МПК В64С 13/34 от 20.10.2009 г. «Блок рулевых приводов»).

Недостатком прототипа является большая высота исполнительных механизмов, что требует дополнительного места в фюзеляже беспилотного летательного аппарата, а также наличие разного рода двуплечих или многоплечих рычагов и качалок, что приводит к увеличению лобовой площади крыла, вызывает дополнительное сопротивление и необходимость увеличения мощности двигателя. Кроме того, требуется высокая точность изготовления механизмов для исключения люфта в подвижных соединениях.

Задачей изобретения является создание более простой и дешевой конструкции электромеханического привода для управления элеронами, позволяющей произвести его интеграцию в крыло беспилотного летательного аппарата путем снижения его массогабаритных показателей, обеспечивая при этом снижение лобового сопротивления набегающему потоку, уменьшение люфта в деталях сопряжения механизмов и экономию места в фюзеляже беспилотного летательного аппарата.

Поставленная задача достигается за счет того, что электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата содержит скоростной электромеханический двигатель, который состоит из корпуса, установленного на основании, двух опорных подшипников, стопорной пружинной шайбы для фиксации опорных подшипников в осевом направлении, датчика угла поворота, неподвижной части из шести сдвоенных электромагнитных систем и шести постоянных магнитов, каждая электромагнитная система включает магнитопровод и обмотку управления, залитые компаундом, упоров, расположенных на зубчатом роторе, который выполнен в виде пространственного цилиндрического кулачкового механизма барабанного типа, посредством которого сообщается качательное движение толкателю, соединенному с осью вращения элерона.

На фиг. 1 представлен общий вид электромеханического привода.

На фиг. 2 представлен электромеханический двигатель, главный вид.

На фиг. 3 представлен электромеханический двигатель, вид А-А.

Электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата содержит скоростной электромеханический двигатель 1, который состоит из корпуса 2, установленного на основании 3, двух опорных подшипников 4, стопорной пружинной шайбы 5 для фиксации опорных подшипников 4 в осевом направлении, датчика угла поворота (не показан), неподвижной части из шести сдвоенных электромагнитных систем 6 и шести постоянных магнитов 7, каждая электромагнитная система 6 включает магнитопровод 8 и обмотку управления 9, залитые компаундом 10, упоров 11, выполняющих роль ограничителей крайних положений, расположенных на зубчатом роторе 12, который выполнен в виде пространственного цилиндрического кулачкового механизма барабанного типа, посредством которого сообщается качательное движение толкателю 13, соединенному с осью вращения элерона. Обмотки управления 9 противоположных электромагнитных систем 6 соединены последовательно.

Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата работает следующим образом. В исходном состоянии обмотки управления 9 обесточены. Для смещения зубчатого ротора 12 на 3° на обмотки управления 9 второй и третьей пары подается ток, при этом в обмотках управления 9 первой пары ток отсутствует. Зубчатый ротор 12 начинает вращаться, сообщая качательное движение толкателю 13, соединенному с осью вращения элерона, в результате чего элерон поворачивается. Чтобы сместить зубчатый ротор 12 еще на 3° (суммарный ход 6°), на обмотки управления третьей пары продолжает подаваться ток, на обмотки управления 9 первой пары подается ток обратной полярности, в обмотках управления 9 второй пары ток отсутствует. Для смещения зубчатого ротора 12 еще на 3° (суммарный ход 9°), на обмотки управления 9 первой пары продолжает подаваться ток, на обмотки управления 9 второй пары подается ток такой же полярности, как и в обмотках управления 9 первой пары, на обмотки управления 9 третьей пары ток не подается. Для смещения зубчатого ротора 12 еще на 3° (суммарный ход 12°) на обмотки управления 9 второй пары продолжает подаваться ток, на обмотки управления 9 третьей пары подается ток такой же полярности, как на обмотках управления 9 второй пары, на обмотки управления 9 первой пары ток не подается. Для смещения зубчатого ротора 12 еще на 3° (суммарный ход 15°) на обмотки управления 9 третьей пары продолжает подаваться ток, на обмотки управления 9 первой пары подается ток обратной полярности, чем в обмотках управления 9 третьей пары, на обмотки управления 9 второй пары ток не подается. Для смещения зубчатого ротора 12 еще на 3° (суммарный ход 18°) на обмотки управления 9 первой пары продолжает подаваться ток, на обмотки управления 9 второй пары подается ток такой же полярности, как на обмотки управления 9 первой пары, на обмотки управления 9 третьей пары ток не подается. Для дальнейшего поворота зубчатого ротора 12 необходимо подавать ток в парные обмотки управления 9 в соответствии с приведенным выше описанием. Максимальный угол поворота зубчатого ротора 12 ограничен упорами 11 и составляет 330°. Для поворота зубчатого ротора 12 на 18° необходимо выполнить шесть тактов коммутации обмоток управления 9 с дискретностью 3°. При максимальном угле поворота 330° зубчатого ротора 12 необходимо выполнить 110 тактов коммутации. Для остановки зубчатого ротора 12 прекращается подача тока. Зубчатый ротор 12 удерживается в фиксированном положении за счет электромагнитной силы, создаваемой постоянными магнитами 7, конструкция зубчатого ротора 12 в виде пространственного цилиндрического кулачкового механизма барабанного типа обеспечивает режим самоторможения элерона. Поворот элерона в обратном направлении обеспечивается сменой направления токов в обмотках управления 9.

Электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата, содержащий скоростной электромеханический двигатель, отличающийся тем, что скоростной электромеханический двигатель состоит из корпуса, установленного на основании, двух опорных подшипников, стопорной пружинной шайбы для фиксации опорных подшипников в осевом направлении, датчика угла поворота, неподвижной части из шести сдвоенных электромагнитных систем и шести постоянных магнитов, каждая электромагнитная система включает магнитопровод и обмотку управления, залитые компаундом, упоров, расположенных на зубчатом роторе, который выполнен в виде пространственного цилиндрического кулачкового механизма барабанного типа, посредством которого сообщается качательное движение толкателю.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области управления летательным аппаратом (ЛА) и касается системы основного управления ЛА. Система управления полетом содержит рулевые поверхности и связанные с ними силовые приводы для управления летными функциями крена, рыскания, тангажа и аэродинамического торможения ЛА.

Группа изобретений относится к области авиации, а именно к системам управления подвижными поверхностями летательного аппарата. Система (100) с приводом от электродвигателей для перемещения подвижного элемента (200) содержит по меньшей мере два привода (1, 2), каждый из которых оснащен узлом для соединения с подвижным элементом и каждый рассчитан на то, чтобы перемещать подвижный элемент самостоятельно, и центральный блок (3) управления.

Изобретение относится к электроприводам, в частности к электромеханизмам поступательного действия. Электромеханизм поступательного действия состоит из электродвигателя, штока с винтовой парой и кинематического редуктора.

Изобретение относится к авиастроению и касается приводов предкрылков самолета. Электромеханический привод содержит два выдвижных рельса с зубчатыми секторами, разделенный на секции основной вал, разъемные муфты, соединяющие между собой секции основного вала, два электромеханических привода секций основного вала с корпусами, закрепленными в каркасе крыла.

Изобретение относится к авиации и пригодно для всех типов самолетов. .

Изобретение относится к комплексу, состоящему из приводов (1) и системы электрического питания приводов от сети (2) трехфазного переменного электрического тока. .

Изобретение относится к электрической системе управления для руля направления летательного аппарата. .

Изобретение относится к авиастроению и может быть использовано для приводов различных устройств, преимущественно на летательных аппаратах, а также на объектах в других областях техники.

Изобретение относится к области средств управления для летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиации. .

Электромеханический исполнительный механизм для подвижной поверхности управления полетом воздушного летательного аппарата. Исполнительный механизм содержит электродвигатель (2), имеющий выходной вал (20) с первым и вторым направлениями вращения, трансмиссию (1) для перемещения, соединяющую выходной вал электродвигателя с подвижной поверхностью управления полетом, и блок управления (3) для управления электродвигателем. Трансмиссия включает храповую собачку (18), оказывающую противодействие трансмиссии для перемещения в первом направлении вращения. Блок управления соединен с элементом (19) освобождения храповой собачки так, чтобы обеспечить передачу движения в первом направлении вращения. Воздушный летательный аппарат содержит исполнительный механизм. Группа изобретений направлена на повышение стабильности работы при флаттере. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к авиации и касается приводов автоматических систем управления летательных аппаратов (ЛА) со складывающимися секциями крыла до и после полета. Электромеханический силовой мини-привод подвижной аэродинамической поверхности ЛА с функцией складывания и раскрытия секций крыла состоит из электрического двигателя, многоступенчатого редуктора, выходная ступень которого содержит входное, промежуточное и выходное звенья волновой передачи с телами качения, и датчика положения выходного звена. При этом между промежуточной и выходными ступенями редуктора введено электромагнитное стопорное устройство, подключенное так, что при его обесточенном состоянии жесткое колесо выходной ступени редуктора является выходным звеном и снабжено элементами крепления к аэродинамической поверхности, а сепаратор застопорен на корпус промежуточной ступени. При включенном состоянии электромагнита стопорного устройства жесткое колесо застопорено на корпус промежуточной ступени, а сепаратор является выходным звеном выходной ступени редуктора. Достигается обеспечение складывания и раскрытия секций крыла после и до управляемого полета и управление подвижной аэродинамической поверхностью ЛА во время полета. 2 ил.

Способ одновременной работы приводов для перемещения подвижных аэродинамических поверхностей воздушного судна. Способ содержит этапы, на которых: управляют приводами, чтобы перемещать подвижные аэродинамические поверхности в направлении заданного положения; обнаруживают во время движения самый медленный привод; и адаптируют управление приводами, чтобы подогнать его под действия самого медленного привода. Устройство привода для аэродинамических поверхностей и воздушное судно, содержащее такое устройство. Группа изобретений направлена на обеспечение надежного перемещения подвижных аэродинамических поверхностей. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам управления аэродинамическими поверхностями и тормозами летательных аппаратов (ЛА). Модульная система устанавлена на полу кабины экипажа без прохождения сквозь пол при выполнении соединения системы с тормозной и рулевой системами ЛА, имеющими электродистанционное управление. Педальные узлы выходят из корпуса и могут поворачиваться и перемещаться в продольном направлении относительно корпуса. При повороте педалей система управления тормозами, установленная полностью внутри корпуса и соединенная с педальными узлами, через электрический разъем подает сигнал на тормозную систему с электродистанционным управлением. Система управления рулем направления размещена полностью внутри корпуса и является функционально независимой от системы управления тормозами. Система управления рулем направления обнаруживает продольное перемещение педальных узлов и через электрический разъем подает сигнал на рулевую систему с электродистанционным управлением. Корпус, электрические разъемы, педальные узлы, система управления тормозами и система управления рулем направления образуют единый модуль, который можно устанавливать в кабине экипажа и удалять из кабины как единый блок. Достигается компактная система, которую можно быстро и легко устанавливать на поверхности пола кабины для соединения с другими системами ЛА. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 24 ил.
Наверх