Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата



Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата
Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата
Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата

 


Владельцы патента RU 2619611:

Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам соединения разделяемых частей летательных аппаратов. Технический результат - повышение сдвигоустойчивости узла соединения при длительных знакопеременных нагрузках с одновременной возможностью его распадения - отделения. Узел соединения содержит стыковочные фитинги, расположенные оппозитно друг к другу, и узлы крепления. Узлы крепления выполнены с возможностью распадения, а оси перпендикулярны плоскости стыковки фитингов. На одном фитинге в плоскости стыка выполнены кольцевые зубья в виде равнобедренного треугольника в поперечном сечении, вертикальная ось которых параллельна оси узла крепления, а поверхность контактирует с поверхностью кольцевого углубления, выполненного прессовкой стыковочных фитингов. Фитинг с кольцевым углублением выполнен из материала с меньшей твердостью, чем материал фитинга с кольцевым зубом. Отношение длины основания равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба к его высоте находится в интервале 0,52-1,3. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам соединения отделяемых частей летательного аппарата.

В машиностроении известны системы соединения ступеней летательных аппаратов, содержащие стыковочные фитинги, расположенные оппозитно друг другу, и распадающиеся узлы крепления, оси которых перпендикулярны плоскости стыковки фитингов - см., например, Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов. - М.: Машиностроение. 1991, с. 353-356. Принято за прототип.

Недостатком указанной системы соединения является то, что указанные распадающиеся узлы крепления несут в основном осевую нагрузку и не могут нести большую поперечную, сдвигающую, нагрузку. Для восприятия сдвигающей нагрузки в такие соединения необходимо устанавливать дополнительные элементы, например штыри, которые для разделения частей летательного аппарата установлены с зазором в поперечном направлении. Этот зазор при знакопеременной поперечной нагрузке влияет на длительную работоспособность соединения и может привести его к разрушению. Задачей данного изобретения является создание узла соединения отделяемых частей летательного аппарата с достижением технического результата в виде повышения сдвигоустойчивости узла соединения при длительных знакопеременных нагрузках с одновременной возможностью его отделения.

Эта задача решается таким образом, что в узел соединения отделяемых частей летательного аппарата, содержащий стыковочные фитинги, расположенные оппозитно друг к другу, и распадающиеся узлы крепления, оси которых перпендикулярны плоскости стыковки фитингов, в соответствии с изобретением на одном фитинге в плоскости стыка выполнены кольцевые зубья в виде равнобедренного треугольника в поперечном сечении, вертикальная ось которых параллельна оси распадающегося узла крепления, а поверхность которых контактирует с поверхностью кольцевого углубления, выполненного в оппозитном фитинге. Распадающиеся узлы крепления выполнены разрывными болтами, а отношение диаметра окружности D, на котором расположена вершина угла равных сторон равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба, к диаметру отверстия D1 под разрывной болт находятся в интервале 1,4÷1,7, при этом окружность диаметра D расположения вершины угла зуба расположена концентрично к окружности отверстия D1 под разрывной болт. Отношение длины основания L равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба к его высоте Н находится в интервале 0,52÷1,3, а величина длины основания поперечного сечения зуба L (мм) определяется из выражения , где Q - сдвигающая сила; D - диаметр окружности, на которой расположена вершина угла зуба; N - число кольцевых зубьев в стыке; σb - предел прочности материала фитинга с зубом, k - коэффициент, находящийся в интервале 0,5÷0,7.

Фитинг с кольцевым углублением выполнен из материала с твердостью, меньшей, чем материал фитинга с кольцевым зубом, отношение твердости материала фитинга с кольцевым зубом к твердости материала фитинга с кольцевым углублением находится в интервале 2,0÷5,0, а поверхность кольцевого углубления выполнена опрессовкой стыковочных фитингов.

На фиг. 1 показана схема элементов стыка.

На фиг. 2 показана укрупненная схема кольцевого зуба.

Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата содержит (см. фиг. 1) расположенные оппозитно друг другу фитинги 1 и 2, распадающиеся узлы крепления 3, оси которых перпендикулярны плоскости стыковки фитингов. На одном фитинге в плоскости стыка выполнены кольцевые зубья 6 (см. фиг. 2) в виде равнобедренного треугольника в поперечном сечении, вертикальная ось которых параллельна оси распадающегося узла крепления, а поверхность которых контактирует с поверхностью кольцевого углубления, выполненного в оппозитном фитинге.

Узел работает следующим образом. При соединении частей летательного аппарата кольцевой зуб 6, расположенный на фитинге из твердого материала, входит в кольцевое углубление, выполненное опрессовкой оппозитного фитинга из материала меньшей твердости, за счет этого обеспечивается беззазорное соединение кольцевого зуба и кольцевого углубления. При наличии в стыке двух и более разрывных болтов опрессовкой фитингов можно получить беззазорное соединение кольцевых зубьев и кольцевых углублений, концентрично расположенных к окружности D под разрывные болты, что обеспечивает сдвигоустойчивое соединение частей летательного аппарата. Отношение длины основания L равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба 6 к его высоте Н находится в интервале 0,52÷1,3. За счет этого обеспечивается выполнение кольцевого углубления опрессовкой, не приводящей к деформации стыковочных фитингов, а также гарантированное отделение после срабатывания разрывного болта. Таким образом, форма кольцевого зуба, выполненного в виде равнобедренного треугольника поперечного сечения, вертикальная ось которого параллельна оси распадающегося узла крепления, обеспечивает соединение, а в дальнейшем отделение стыковочных фитингов.

Отношение диаметра окружности D, на котором расположена вершина угла равных сторон равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба, к диаметру отверстия D1 под разрывной болт находится в интервале 1,4÷1,7, при этом окружность диаметра D расположения вершины угла зуба расположена концентрично окружности отверстия D1 под разрывной болт. Минимум данного соотношения обеспечивает непопадание зоны кольцевого углубления в зону срабатывания разрывного болта, а максимум обеспечивает габариты стыковочных фитингов.

Фитинг с кольцевым углублением выполнен из материала с твердостью, меньшей, чем материал фитинга с кольцевым зубом, отношение твердости материала фитинга с кольцевым зубом к твердости материала фитинга с кольцевым углублением находится в интервале 2,0÷5,0, что обеспечивается изготовлением фитинга с кольцевым зубом из титанового сплава, а фитинга с кольцевым углублением - из алюминиевого сплава.

Длину основания зуба L определяют из условия прочности зуба по формуле

где Q - сдвигающая сила; D - диаметр окружности, на которой расположена вершина угла зуба; N - число кольцевых зубьев в стыке; σb - предел прочности материала фитинга с зубом, k - коэффициент, находящийся в интервале 0,5÷0,7.

Работоспособность узла соединения отделяемых частей летательного аппарата, показанного на фиг. 1 и фиг. 2, подтверждена статическими испытаниями на прочность и на циклическую сдвигающую нагрузку.

В результате статических испытаний на прочности определена разрушающая сдвигающая нагрузка, которая хорошо согласуется с результатами расчета необходимой длины основания зуба L, определяемая по формуле 1.

В утяжеленных испытаниях на циклическую нагрузку при штатном режиме узла соединения отделяемых частей летательного аппарата был установлен факт целостности узла соединения.

При отделении частей летательного аппарата срабатывают распадающиеся узлы крепления, выполненные разрывными болтами, закрепленными гайкой 4 и шайбой 5. При длительной эксплуатации соединения может происходить адгезия материала зуба в материал углубления, при этом импульс при срабатывании разрывного болта и форма кольцевых зубьев в виде равнобедренного треугольника в поперечном сечении, вертикальная ось которых параллельна оси распадающегося узла крепления, обеспечивает гарантированное отделение частей летательного аппарата. Кроме этого кольцевой зуб задерживает осколки, возникающие при разрыве разрывного болта.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается сдвигоустойчивость узла соединения при длительных знакопеременных нагрузках с одновременной возможностью его отделения.

1. Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата, содержащий стыковочные фитинги, расположенные оппозитно друг к другу, и узлы крепления, выполненные с возможностью распадения, оси которых перпендикулярны плоскости стыковки фитингов, отличающийся тем, что на одном фитинге в плоскости стыка выполнены кольцевые зубья в виде равнобедренного треугольника в поперечном сечении, вертикальная ось которых параллельна оси узла крепления, а поверхность контактирует с поверхностью кольцевого углубления, выполненного прессовкой стыковочных фитингов, причем фитинг с кольцевым углублением выполнен из материала с меньшей твердостью, чем материал фитинга с кольцевым зубом, а отношение длины основания равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба к его высоте находится в интервале 0,52-1,3.

2. Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что узлы крепления выполнены с разрывными болтами.

3. Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата по п. 2, отличающийся тем, что отношение диаметра окружности D, на котором расположена вершина угла равных сторон равнобедренного треугольника поперечного сечения кольцевого зуба, к диаметру отверстия D1 под разрывной болт находится в интервале 1,4-1,7, при этом окружность диаметра D расположения вершины угла зуба расположена концентрично к окружности отверстия D1 под разрывной болт.

4. Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что величина длины основания поперечного зуба L, мм, определена из выражения

,

где Q - сдвигающая сила;

D - диаметр окружности, на которой расположена вершина угла зуба;

N - число кольцевых зубьев в стыке;

σb - предел прочности материала фитинга с зубом;

k - коэффициент, находящийся в интервале 0,5-0,7.

5. Узел соединения отделяемых частей летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что отношение твердости материала фитинга с кольцевым зубом к твердости материала фитинга с кольцевым углублением находится в интервале 2,0-5,0.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к управляемому стратегическому вооружению, в частности к сверхзвуковым летательным аппаратам и способам реализации их полета. Сверхзвуковой летательный аппарат содержит стартовый двигатель с механизмом разделения ступеней, маршевую ступень с планером и с функциональными блоками.

Предлагаемая группа изобретений относится к области ракетной техники и может быть использована в малогабаритных зенитных и противотанковых ракетах. Бикалиберная ракета (вариант 1) содержит разгонный двигатель и механически связанный с ним переходной обтекатель, телескопически установленные на кормовую часть маршевой ступени.

Ракета // 2613391
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в малогабаритных ракетах с отделяемой стартовой ступенью. Технический результат - упрощение конструкции ракеты при повышении надежности ее работы.

Предложен адаптивный цифровой спектральный селектор цели. Он содержит оптико-электронный следящий гирокоординатор с тремя каналами спектроделения оптического излучения, тремя фотоприемниками, тремя импульсными усилителями с однократным дифференцированием, выходы которых подключены к амплитудным детекторам, а выходы детекторов к схеме сравнения уровней, или вычислителям отношений уровней, а выходы схемы сравнения, или вычислителей отношений - к схеме определения и формирования "стробов" принадлежности сигналов цели или помехе.

Группа изобретений относится к области систем управления летательными аппаратами и может быть использована в контуре управления рулевого привода ракет с широтно-импульсным методом регулирования.

Изобретение относится к области вооружения, реализующего задачи повышения точности стрелкового оружия, более конкретно к способам управления вращающейся пулей и снарядом высокоточного оружия.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к раскладываемым аэродинамическим поверхностям летательных аппаратов. Раскладываемая аэродинамическая поверхность содержит соединенные корневую и раскладываемую части.
Изобретение относится к области авиации, в частности к крылатым ракетам. Беспилотный летательный аппарат содержит корпус, баки, крыло и двигатель.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к управляемым боеприпасам. Управляемый боеприпас содержит электронную аппаратуру управления и систему спутниковой навигации с антенной, установленную в носовом обтекателе.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к реактивным боеприпасам. Активно - реактивный снаряд стартует из пусковой трубы, заглушенной с донной части.

Изобретение относится к области безопасного применения полимерных композиционных материалов в конструкциях корпуса возвращаемого аппарата пилотируемого космического корабля.
Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам, предназначенным для управляемого разделения конструктивных элементов летательных аппаратов. В устройстве для разделения элементов конструкций летательных аппаратов содержится замок электростатический (ЗЭС), удерживаемый в закрытом состоянии силой электростатического притяжения, возникающей между электрическими зарядами противоположного знака.

Изобретение относится к космической технике, а именно к комплексам очистки околоземного космического пространства, преимущественно, от малогабаритного космического мусора (КМ).

Изобретение относится к способам электротермического ускорения твердых тел. В способе электротермического ускорения твердых тел разряд между рельсами-токоподводами перемещается вместе со снарядом перемычкой, что провоцирует разряд между дном снаряда и рельсами.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли и космических аппаратов (КА) от астероидно-кометной опасности (АКО). Выводят на орбиту КА со средствами аппаратуры наблюдения (АН) на базе телескопов, первичной обработки изображений и непрерывной прямой двусторонней радиосвязи, устанавливают АН на Луне, синхронизируют КА-телескопы по шкале единого времени, размещают главную оптическую ось АН каждого КА в точках Лагранжа, поочередно сканируют и получают изображения участков небесной сферы, определяют координаты и блеск наблюдаемых небесных объектов (НО), принимают и обрабатывают на наземном пункте управления изображения с зафиксированными новыми НО, с помощью информационно-аналитического центра мониторинга АКО собирают, обрабатывают, анализируют, систематизируют, каталогизируют и хранят информацию об объектах АКО, строят динамику перемещений НО во времени и пространстве, вычисляют орбиты НО, регулярно обновляют и передают потребителям информацию об уточненных параметрах НО, оценивают степень угрозы математическим методом, основанным на критерии минимума среднего риска и зависящим от стоимости ложной тревоги, вероятности отсутствия столкновения, условной вероятности ложной тревоги, весового множителя, стоимости ущерба при столкновении, вероятности столкновения, условной вероятности пропуска столкновения, плотности вероятности положения КА или Земли в пространстве, отношения правдоподобия, плотности вероятности положения опасных космических объектов в пространстве, принимают решения о дальнейших действиях.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для разрушения фрагментов космического мусора (КМ). Запускают к фрагменту КМ космический перехватчик, закрепляют на поверхности на фрагменте КМ гелеобразное взрывчатое вещество, производят взрыв с помощью управляемого детонатора.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли от опасных космических объектов (КО). Осуществляют мониторинг космического пространства, выявляют и анализируют опасный КО, оценивают вероятность, место и время столкновения опасного КО с Землёй и действующими космическими аппаратами (КА), по предварительной информации с учётом критерия минимума среднего риска оперативно доводят до центров управления космических систем, комплексов и правительств стран о возникающей угрозе.
Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий. Способ ночного освещения Марса характеризуется тем, что на поверхность, по меньшей мере, одного спутника Марса помещают люминофор.

Изобретение относится к методам снижения угрозы для Земли от опасных космических объектов (ОКО): астероидов, комет и т.п. Способ включает посылку к ОКО космического аппарата с оборудованием для разрушения ОКО и посадку на ОКО.
Изобретение относится к средствам и методам управления траекторией движения космических объектов, в частности астероидов. Способ заключается в том, что на поверхность астероида локально наносят по меньшей мере одно вещество в твердом или жидком состоянии.

Изобретение относится к бортовому оборудованию космического аппарата (КА), которое может быть установлено на КА наблюдения. Конструкция оптической системы включает в себя линзу Френеля с дифракционными оптическими элементами (6), опорой (4) и каркасом (5) линзы.
Наверх