АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ОБТЕКАТЕЛЬ

Аэродинамический обтекатель относится к авиационной технике, а именно к бортовому оптико-электронному оборудованию, предназначенному для решения задач обнаружения и точного пространственного местонахождения наблюдаемых объектов в заданном спектральном диапазоне длин волн, например ИК-диапазоне.
Аэродинамический обтекатель устанавливается над обшивкой фюзеляжа авиационного носителя и защищает бортовое оптико-электронное оборудование, расположенное внутри фюзеляжа, от воздействия внешней среды, а также используется в качестве пропускающего излучение оптического элемента.
Основными требованиями к оптическим аэродинамическим обтекателям являются: требования к качеству поверхности и материала оптического элемента, обтекаемые контуры формообразования и герметичность соединения элементов конструкции.
Известны аэродинамические обтекатели, состоящие из оптического элемента, прозрачного в заданном спектральном диапазоне длин волн, который встраивается в корпус из прочного материала, и имеет обтекаемую форму, как правило, слегка выступающую над поверхностью транспортного средства (изобретение «Иллюминатор высокого давления в форме полусферического стеклоколпака» по патенту RU №2108263, В 63 В 19/02, приор. 18.04.1995 г., опубл. 10.04.1998 г, изобретение «Многоцелевой высокоманевренный сверхзвуковой самолет, его агрегаты планера, оборудование и системы» по патенту RU №2207968, В 64 С 30/00, приор. 10.12.96 г., публ. 10.02.99 г.и др.).
Известен аэродинамический обтекатель, состоящий из оптического элемента, выполненного из стекла марки ТСМ-209, прозрачного в диапазоне
0,5-5,5 мкм, встроенный в корпус из прочного материала и расположенный над поверхностью авиационного носителя (Руководство по технической эксплуатации АЖ1.374.012 РЭ, 1988 г.). Данный обтекатель работает во встречном набегающем потоке, скорость которого составляет 1,5 М, герметичен, имеет полусферическую обтекаемую форму и выбран за ближайший аналог (прототип).
Недостатком известных устройств и ближайшего аналога (прототипа) является невысокий срок службы оптического элемента, вызванный повреждением его стеклянной поверхности малоразмерными, высокоскоростными частицами встречного набегающего потока пыли, что приводит к ухудшению оптических характеристик и необходимости замены элемента, связанной со значительной трудоемкостью.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение срока службы оптического элемента.
При решении поставленной задачи достигается следующий технический результат: увеличивается стойкость наружной оптической поверхности обтекателя к механическим повреждениям, а также к климатическим и биологическим воздействиям, в результате чего возрастает срок службы (технический ресурс работы) и значительно снижается необходимость частой замены оптического элемента.
Поставленная техническая задача решается, а указанный технический результат достигается за счет использования аэродинамического обтекателя, состоящего из оптического элемента, прозрачного в заданном спектральном диапазоне длин волн, герметично соединенного с корпусом, так, что плавное сопряжение их поверхностей создает обтекаемую форму, выступающую над обшивкой фюзеляжа авиационного носителя.
От прототипа заявляемый аэродинамический обтекатель отличается тем, что оптический элемент выполнен из прочного оптического материала, например лейкосапфира.
Обтекатель может иметь полусферическую, овальную или куполообразную форму. На оптический элемент может быть нанесено просветляющее покрытие, повышающее коэффициент полезного пропускания в рабочем диапазоне длин волн, а кроме того, он может быть выполнен съемным.
Сущность заявляемого технического решения заключается в использовании более прочного к механическим воздействиям оптического материала, пригодного для использования в заданной области спектра.
На фиг. изображен общий вид аэродинамического обтекателя.
Аэродинамический обтекатель состоит из оптического элемента 1, выполненного, например, в виде полусферической поверхности из лейкосапфира, прозрачного в ИК-области спектра, корпуса 2 и механических деталей 3. Аэродинамический обтекатель располагается над обшивкой фюзеляжа авиационного носителя, при этом оптический элемент 1 является элементом оптической системы бортового оптико-электронного оборудования, размещенного внутри фюзеляжа, и служит для его защиты от запотевания и механического повреждения. Герметичное соединение оптического элемента 1 с корпусом 2 обеспечивается механическими деталями 3 и дополнительным заполнением возможных зазоров герметиком.
Аэродинамический обтекатель работает следующим образом.
Излучение заданного спектрального диапазона проходит через оптический элемент 1 на элементы оптической системы бортового оптико-электронного оборудования, размещенного внутри фюзеляжа авиационного носителя, и преобразуется данным оборудованием в оптические и электрические сигналы обнаружения и пространственного местонахождения наблюдаемых объектов. Герметичность соединения оптического элемента 1 с корпусом 2 осуществляется с помощью механических деталей 3 и герметика, что обеспечивает надежную защиту бортового оптико-электронного оборудования от воздействия внешней среды. При этом от качества поверхности оптического элемента 1 зависят оптические характеристики,
создаваемые бортовым оптико-электронным оборудованием, и возможность выполнения поставленных задач. Поскольку оптический элемент 1 работает во встречном набегающем потоке, скорость которого составляет до 1,5М, при взлете, выполнении полета и посадке авиационного носителя происходит повреждение поверхности оптического элемента 1 высокоскоростными частицами пыли, находящейся в воздухе. Известно, что лейкосапфир, имеет более высокие характеристики по твердости, механической прочности, температурной устойчивости, водостойкости и химической стойкости по сравнению с алюмосиликатным стеклом, из которого выполнен оптический элемент 1 в прототипе, поэтому его использование в качестве материала оптического элемента 1 позволило увеличить срок службы последнего в 5 раз по сравнению с прототипом. Плавное сопряжение поверхностей элементов 1, 2 и 3 создает обтекаемую форму, которая может быть выполнена в виде полусферы, овала или купола и имеет достаточно высокие аэродинамические характеристики, что уменьшает аэродинамическое сопротивление на поверхности обтекателя.
Для возможности замены вышедшего из строя оптического элемента 1, с учетом принципа взаимозаменяемости его выполняют съемным.
Кроме того, для повышения коэффициента полезного пропускания излучения в рабочем диапазоне длин волн, на оптический элемент наносят просветляющее покрытие.
Таким образом, изготовление оптического элемента 1 из прочного оптического материала, прозрачного в заданном спектральном диапазоне, позволяет увеличить срок его службы и снизить частоту замены оборудования.