ПЛАНЕР ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT AIRFRAME

Изобретение относится к крылатым летательным аппаратам различного назначения, в которых используется криогенное топливо, в том числе и к ракетным блокам многоразового использования. При создании подобных аппаратов возникает проблема с температурными напряжениями в конструкциях крыла и бака с криогенным топливом. С целью устранения проблемы требуется обеспечить температурную компенсацию между этими агрегатами. Так известны зарубежные проекты крылатых космических аппаратов, например X-34, в которых с этой целью между крылом и криогенным баком создается дополнительная внешняя оболочка, воспринимающая силовые воздействия и устраняющая непосредственную связь криогенного бака и крыла (см., например, книгу: С.П. Уманский. Ракеты-носители. Космодромы. - М., изд. "Рестарт+", 2001 г., стр.166).
Очевидно, при изгибе внешней оболочки длинномерный бак будет изгибаться вместе с нею. Таким образом, корпус Х-34 фактически состоит из двух оболочек - длинномерного криогенного бака и внешней силовой оболочки, что в весовом отношении крайне невыгодно, так как увеличивает общую массу летательного аппарата.
Задачей данного изобретения является создание планера летательного аппарата с достижением технического результата в виде снижения массы планера, позволяющего увеличить полезную нагрузку.
Эта задача решается тем, что на планере летательного аппарата, включающем корпус с криогенным цилиндрическим баком, крыло, элементы крепления крыла, крыло закреплено непосредственно на криогенном баке посредством ряда вертикальных стержней одинаковой длины вдоль бортов симметрично на правом и левом борту, концы каждого из которых закреплены шарнирно на крыле и криогенном баке касательно к его обводу, и двух узлов, расположенных в зазоре между баком и крылом удаленно друг от друга вдоль его продольной оси, причем один узел выполнен по типу "штырь-отверстие", а другой по типу "выступ-паз" с пазом, ориентированным вдоль оси бака.
Далее дается более полное пояснение изобретения, где на фиг.1, 2, 3, 4, 5 показано устройство крепления крыла к баку.
Планер включает корпус 1 с криогенным цилиндрическим баком 2, крыло 3, силовые элементы крепления крыла в виде стержней 4 и узлов 5, 6. Между корпусом и крылом в нижней части криогенного бака находится силовой узел 5 по типу "выступ-паз".
Между корпусом и крылом в нижней части криогенного бака находится и другой силовой узел 6 по типу "штырь-отверстие".
y
Вертикальные стержни одинаковой длины, один конец которых закреплен шарнирно на крыле, другой шарнирно на криогенном баке касательно к его обводу, воспринимают нагрузку Р.
z
Узел 5 воспринимает нагрузку P и не препятствует перемещениям по осям x и y.
x
z
Узел 6 воспринимает нагрузки Р и P и не препятствует перемещению по оси у.
x
y
Момент М воспринимается парами сил Р в стержнях, закрепленных по правому и левому борту.
y
z
Момент M воспринимается парой сил P в узлах 5 и 6.
z
y
Момент M воспринимается силами Р в стержнях.
Таким образом, осуществляется геометрически неизменяемое жесткое соединение крыла и корпуса летательного аппарата, воспринимающее любые внешние нагрузки.
Исходя из изложенного достигается снижение веса корпуса летательного аппарата и исключаются температурные напряжения в конструкции.