Механизм раскрытия и стопорения аэродинамического руля

фИзобретение относится к области летательных аппаратов, а именно к складываемым аэродинамическим поверхностям, механизмам их раскрытия и стопорения. Механизм раскрытия и стопорения руля, содержащий пилон, панель руля, полуоси, на которых поворачивается панель руля, конический шпенек, зафиксированный в панели руля, цилиндрический фиксатор с коническим гнездом, воздействующий тороидальным ободком гнезда на коническую поверхность шпенька для создания раскрывающего момента и охватывающий коническим гнездом коническую поверхность шпенька в раскрытом положении, тем самым стопоря руль, пружину сжатия, создающую усилие для раскрытия руля. При этом углы полураскрытия конуса шпенька и фиксатора равны и меньше угла трения. Причем механизмы раскрытия и стопорения руля объединены в единый компактный механизм, детали которого являются телами вращения простой формы, и раскрывающий момент механизма возрастает при приближении руля к рабочему положению. Сущность изобретения заключается в наличии единого компактного механизма раскрытия и стопорения аэродинамического руля, детали которого являются телами вращения простой формы, что позволяет применить данное решение в летательных аппаратах малых габаритов. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА), а именно к складываемым аэродинамическим поверхностям, механизмам их раскрытия и стопорения.

Уровень техники

Известен «Складной руль управляемой ракеты» (см. патент RU 2 458 316 C1, F42B10/14, опубликован 2012.08.10), выбранный в качестве прототипа.

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.

Раскрытие руля осуществляется следующим образом. В исходном положении толкатель отжат от рычага и, тем самым, фиксатор рычага находится в верхней части паза (на его прямом участке) и не дает повернуться рычагу и развернуть поворотную часть руля.

При подаче газа высокого давления в полость под днище толкателя последний перемещается вверх, сжимая пружину и фиксатор, оказывается в нижней части (в цилиндрическом отверстии) фигурного паза и, тем самым, рычаг (с фиксатором) освобождается для поворота вместе с поворотной частью руля.

При дальнейшем перемещении толкателя рычаг поворачивает поворотную часть руля в полностью раскрытое положение. В раскрытом положении она фиксируется неподвижно размещенными на корневой части руля стопорами.

Недостатки прототипа:

- необходимость размещения в руле двух отдельных механизмов – механизма раскрытия руля и механизма (нескольких механизмов) стопорения, каждый со своим источником энергии (упругим элементом или источником газа высокого давления), что требует дополнительного объема и может быть неприменимо для ЛА малых размеров;

- снижение раскрывающего момента по мере приближения руля к рабочему положению из-за увеличения объема под поршнем и, следовательно, падения давления (в механизмах с использованием упругих элементов из-за уменьшения упругой силы при уменьшении деформации), что снижает надежность раскрытия;

- значительное количество и технологическая сложность исполнения деталей данного механизма, что особенно проблематично в ЛА малых размеров ввиду необходимости изготовления, контроля и сборки миниатюрных деталей сложной формы.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, который устраняет указанные выше недостатки, заключается в наличии единого компактного механизма раскрытия и стопорения руля, состоящего из пружины, цилиндрического фиксатора с коническим гнездом и конического шпенька, зафиксированного в панели руля, которая шарнирно установлена на пилоне при помощи полуосей. При этом угол полураскрытия конуса шпенька и фиксатора должен быть равным и быть меньше угла трения. Механизм содержит минимальное количество деталей, причем все детали данного механизма, кроме пилона, панели руля и пружины, являются телами вращения простой формы, что существенно упрощает изготовление механизма. Кроме того, кинематика механизма обеспечивает рост раскрывающего момента при приближении руля к рабочему положению, после некоторого снижения момента вначале раскрытия.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на Фиг.1 показано размещение деталей механизма раскрытия и стопорения руля в рабочем положении аэродинамической поверхности, на Фиг.2 показано поперечное сечение руля в сложенном, промежуточном и рабочем положении аэродинамической поверхности.

Механизм раскрытия и стопорения руля включает: пружину 1, фиксатор 2, шпенек 3, полуоси 4, пилон 5, панель 6.

Осуществление изобретения

Раскрытие руля происходит следующим образом: пружина 1 воздействует на фиксатор 2, который, двигаясь в отверстии пилона 5, своим тороидальным ободком давит на коническую поверхность шпенька 3, зафиксированного в панели 6, которая поворачиваясь на полуосях 4 переходит из сложенного положения в рабочее, являющееся продолжением пилона 5. В раскрытом положении шпенек 3 полностью утоплен в гнездо фиксатора 2 и дальнейший поворот панели 6 в любую сторону невозможен.

Механизм раскрытия и стопорения руля, содержащий пилон, панель руля, полуоси, на которых поворачивается панель руля, конический шпенек, зафиксированный в панели руля, цилиндрический фиксатор с коническим гнездом, воздействующий тороидальным ободком гнезда на коническую поверхность шпенька для создания раскрывающего момента и охватывающий коническим гнездом коническую поверхность шпенька в раскрытом положении, тем самым стопоря руль, пружину сжатия, создающую усилие для раскрытия руля, при этом углы полураскрытия конуса шпенька и фиксатора равны и меньше угла трения, отличающийся тем, что механизмы раскрытия и стопорения руля объединены в единый компактный механизм, детали которого являются телами вращения простой формы, и раскрывающий момент механизма возрастает при приближении руля к рабочему положению.