УСТРОЙСТВО СКЛАДЫВАНИЯ КРЫЛА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
DEVICE FOR WING FOLDING AND TRANSPORT FACILITY WITH SUCH DEVICE

Группа изобретений относится к авиастроению, а именно к самолетам со складываемым крылом, и может быть использовано при проектировании транспортных средств для передвижения по воздуху и по земле.
Из уровня техники известны устройства складывания крыла и транспортные средства, оснащенные такими устройствами.
Так, в изобретении России №2403177, МПК B64C 3/56, дата публикации 10.11.2010, [1], представлено устройство складывания крыла самолета, содержащее фюзеляж самолета, консоли крыла, механизм поворота консолей, по меньшей мере один замок, фиксирующий полетное положение консолей, при этом каждая консоль кинематически связана с механизмом поворота консолей посредством двух шарнирных узлов, установленных на корневой нервюре соответствующей консоли.
При повороте консолей вверх-назад относительно фюзеляжа их центр тяжести перемещается со значительным изменением по высоте, что сопряжено с приложением больших усилий при складывании консолей вручную и представляет собой технически сложно осуществимую задачу при использовании для этого механического привода, причем этот привод должен иметь существенную мощность. Это является недостатком известного из [1] устройства складывания крыла.
Из изобретения [1] также известно транспортное средство (самолет), содержащее фюзеляж, шасси, воздушный движитель, крыло, консоли которого выполнены с возможностью складывания, механизм поворота консолей крыла, включающий шарнирные узлы, установленные на корневых нервюрах консолей, по меньшей мере один замок, фиксирующий полетное положение крыла.
В сложенном положении консоли крыла попадают в плоскость вращения воздушного винта при его толкающей компоновке, наиболее применимой для транспортного средства, движущегося по дороге. Это практически делает невозможным такое движение за счет тяги воздушного винта или сопряжено с существенным увеличением поперечного габарита транспортного средства при неполном складывании консолей и является недостатком известного из [1] транспортного средства.
Изобретение [1] принято в качестве наиболее близкого аналога представленного в группе изобретений устройства складывания крыла и транспортного средства с таким устройством.
Решаемой технической задачей является обеспечение удобства хранения и транспортировки транспортного средства, например самолета, как при буксировке, так и при движении по поверхности на собственной тяге.
Технический результат устройства складывания крыла заключается в уменьшении поперечного размера крыла самолета.
Технический результат транспортного средства состоит в обеспечении возможности самостоятельного движения со сложенным крылом по земле при уменьшении его поперечного размера.
Сущность группы изобретений состоит в следующем.
Устройство складывания крыла самолета, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит фюзеляж самолета, консоли крыла, механизм поворота консолей, по меньшей мере один замок, фиксирующий консоли в полетном положении, при этом каждая консоль кинематически связана с механизмом поворота консолей посредством двух шарнирных узлов, установленных на корневой нервюре соответствующей консоли, но в отличие от наиболее близкого аналога [1] устройство складывания крыла оснащено подкосами, каждый из которых шарнирно соединен с соответствующей консолью и фюзеляжем, механизм поворота консолей содержит шток, расположенный в плоскости симметрии самолета и оснащенный приводом перемещения вверх, шарнирные узлы консолей, установленные на корневых нервюрах, соединены с верхней частью штока.
Устройство складывания крыла самолета характеризуется тем, что замок выполнен с возможностью фиксации штока при сложенном и полетном положении консолей крыла.
Устройство складывания крыла характеризуется тем, что шток выполнен с прямоугольным сечением, а в фюзеляже установлены направляющие элементы, выполненные в виде уголков.
Устройство складывания крыла характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде гидроцилиндра.
Устройство складывания крыла характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде цепной передачи.
Устройство складывания крыла характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде реечного зубчатого механизма.
Транспортное средство, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит фюзеляж, шасси, воздушный движитель, крыло, консоли которого выполнены с возможностью складывания, механизм поворота консолей, включающий шарнирные узлы, установленные на корневых нервюрах консолей, по меньшей мере один замок, фиксирующий консоли крыла в полетном положении, но в отличие от наиболее близкого аналога [1], механизм поворота консолей оснащен подкосами и штоком, шток расположен в плоскости симметрии транспортного средства и оснащен приводом перемещения вверх, каждый из подкосов шарнирно соединен с соответствующей консолью и с фюзеляжем, шарнирные узлы, установленные на корневых нервюрах консолей, соединены с верхней частью штока, по меньшей мере один замок выполнен с возможностью фиксации консолей крыла в полетном и сложенном положении.
Транспортное средство характеризуется тем, что крыло установлено по схеме высокоплан.
Транспортное средство характеризуется тем, что замок выполнен с возможностью фиксации штока при сложенном и полетном положении консолей крыла.
Транспортное средство характеризуется тем, что шток выполнен с прямоугольным сечением, а в фюзеляже установлены направляющие элементы, выполненные в виде уголков.
Транспортное средство характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде гидроцилиндра.
Транспортное средство характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде цепной передачи.
Транспортное средство характеризуется тем, что привод перемещения штока выполнен в виде реечного зубчатого механизма.
Группа изобретений поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена изометрическая проекция транспортного средства (самолета) с крылом в полетном положении.
На фиг.2 представлена изометрическая проекция транспортного средства (самолета) с крылом в сложенном положении.
На фиг.3 показано транспортное средство (самолет) с консолями крыла в полетном и сложенном положении при виде спереди.
На фиг.4 показана консоль крыла с шарнирными узлами соединения с подкосом и на корневой нервюре.
На фиг.5 показан шток механизма подъема консолей крыла.
Группа изобретений устроена следующим образом.
Устройство складывания крыла самолета содержит фюзеляж 1, правую 2 и левую 3 консоли крыла, механизм поворота консолей, по меньшей мере один замок, фиксирующий положение консолей в полетном и сложенном положении (фиг.1, 2, 3).
Механизм поворота консолей содержит правый 4 и левый 5 подкосы, соединенные посредством шарниров 6 и 7 соответственно с правой 2 и левой 3 консолями, а шарнирами 8 и 9 - с фюзеляжем 1 (фиг.1-4). На корневых нервюрах 10, 11 консолей 2, 3 установлены шарнирные узлы 12, 13 и 14, 15, соединенные со штоком 16 (фиг.1-5).
Шток 16 расположен в плоскости симметрии транспортного средства (самолета) и оснащен приводом перемещения вверх. Шток 16 выполнен с прямоугольным поперечным сечением, а в фюзеляже 1 самолета установлены направляющие элементы, выполненные в виде уголков 17 (фиг.5). Шток 16 может выполняться и другим образом.
Привод перемещения штока 16 может выполняться в виде реечного зубчатого механизма, содержащего закрепленную на штоке 16 зубчатую рейку 18, взаимодействующую с зубчатым колесом (на чертеже не показано), приводимым в движение электромеханизмом 19, состоящим из электродвигателя и редуктора, например, в виде червячной передачи, зубчатое колесо (на чертеже не показано) которого взаимодействует с зубчатой рейкой 18 (фиг.5). Привод перемещения штока 16 может выполняться также в виде винтового механизма, гидроцилиндра, цепной передачи (на чертеже не показаны) и другим образом.
Транспортное средство содержит фюзеляж 1, шасси 20, воздушный движитель 21, крыло, консоли 2, 3 которого выполнены с возможностью складывания, механизм поворота консолей, включающий шарнирные узлы 12, 13 и 14, 15, соединяющие корневые нервюры 10, 11 соответственно правой 2 и левой 3 консолей со штоком 16, по меньшей мере один замок, фиксирующий консоли 2, 3 крыла в полетном и сложенном положении (фиг.1-5). При этом шток 16 оснащен приводом перемещения вверх и установлен в плоскости симметрии транспортного средства, а механизм поворота консолей содержит правый 4 и левый 5 подкосы, соединенные шарнирами 6 и 7 соответственно с правой 2 и левой 3 консолью, а шарнирами 8, 9 - с фюзеляжем 1 (фиг.5). Привод перемещения штока 16 может выполняться в виде винтового механизма, гидроцилиндра, цепной передачи (на чертеже не показано) и другим образом.
В предпочтительном варианте выполнения устройства складывания крыла и транспортного средства с ним, шток 16 выполнен с прямоугольным поперечным сечением, в фюзеляже 1 установлены направляющие элементы, выполненные в виде уголков 17, привод перемещения штока 16 выполнен в виде реечного зубчатого механизма, содержащего закрепленную на штоке 16 зубчатую рейку 18, взаимодействующую с зубчатым колесом (на чертеже не показано), приводимым в движение электромеханизмом 19 (фиг.5). Крыло установлено на транспортном средстве по схеме высокоплан или парасоль. Направляющие, выполненные в виде уголков 17, соединены со шпангоутами 22, 23 фюзеляжа 1, при этом на шпангоуте 22 установлены кронштейны 24, 25, оснащенные шарнирами 8, 9 (фиг.5), соединяющими фюзеляж соответственно с правым 5 и левым 6 подкосами консолей 2, 3 (фиг.3). Между корневыми нервюрами 10, 11 правой 2 и левой 3 консолей установлен обтекатель 26, перемещаемый вместе со штоком 16 и имеющий поверхность, соответствующую верхней поверхности консолей 2, 3. Замок фиксации положения консолей 2, 3 крыла в сложенном и полетном положении может выполняться в виде стержня, проходящего через отверстия (на чертеже не показано) в штоке 16 и в шпангоутах 22, 23.
Устройство складывания крыла и транспортное средство с ним работает следующим образом.
Для перевода крыла из полетного в сложенное положение привод, выполненный, например, в виде реечного зубчатого механизма, посредством механизма поворота консолей, включающего электромеханизм 19, состоящий из электродвигателя и редуктора, например, в виде червячной передачи, вращает зубчатое колесо (на чертеже не показано), взаимодействующее с зубчатой рейкой 18, закрепленной на штоке 16, перемещает шток 16 вверх вдоль направляющих, включающих уголки 17, закрепленные на шпангоутах 22 и 23 фюзеляжа 1. Благодаря шарнирным узлам 12, 13 и 14, 15, соединяющим шток 16 с корневыми нервюрами 10 и 11 соответственно правой 2 и левой 3 консолей, консоли 2, 3 перемещаются вслед за штоком 16. При этом правый 4 и левый 5 подкосы, соединенные посредством шарнирных узлов 6, 7 с консолями 2, 3, обеспечивают поворот консолей 2, 3 относительно шарнирных узлов 8, 9, размещенных на кронштейнах 24 и 25, установленных на шпангоуте 22 фюзеляжа 1. Концы консолей при этом перемещаются вниз и к фюзеляжу. Замок, выполненный, например, в виде стержня, проходящего через отверстия в штоке 16 и в шпангоутах 22, 23 (на чертеже не показано), фиксирует положение консолей 2, 3 в сложенном положении.
При переводе крыла в полетное положение привод перемещает шток 16 в обратном порядке, а замок фиксирует консоли 2, 3 крыла в полетном положении.
Транспортное средство, оснащенное описанным выше механизмом складывания крыла, при полетном положении консолей 2, 3 посредством воздушного движителя 21, выполненного, например, в виде воздушного винта, совершает полет. После приземления посредством механизма складывания крыла корневые нервюры 10, 11 консолей 2, 3 крыла штоком 16 поднимаются вверх, поворачиваясь относительно шарнирных соединений 8, 9 подкосов 4, 5 с фюзеляжем 1. При этом концы консолей 2, 3 перемещаются вниз и к фюзеляжу. Далее транспортное средство под действием силы тяги воздушного движителя 21, например воздушного винта, перемещается на шасси 20 по поверхности, и может самостоятельно доехать до стоянки, например гаража, расположенного в поселке рядом с местом посадки. Также транспортное средство с консолями 2, 3 в сложенном положении может буксироваться за автомобилем.
Представленная в описании совокупность признаков достаточна для реализации группы изобретений при проектировании и изготовлении устройства складывания крыла и транспортного средства с таким устройством. Группа изобретений отвечает условию патентоспособности «промышленная применимость».
Перечень обозначений
1 - фюзеляж;
2 - правая консоль крыла;
3 - левая консоль крыла;
4 - правый подкос;
5 - левый подкос;
6 - шарнирное соединение правого подкоса 4 с правой консолью 2;
7 - шарнирное соединение левого подкоса 5 с левой консолью 3;
8 - шарнирное соединение правого подкоса 4 с фюзеляжем 1;
9 - шарнирное соединение левого подкоса 5 с фюзеляжем 1;
10 - корневая нервюра правой консоли 2;
11 - корневая нервюра левой консоли 3;
12 - шарнирный узел, соединяющий корневую нервюру 10 со штоком 16;
13 - шарнирный узел, соединяющий корневую нервюру 10 со штоком 16;
14 - шарнирный узел, соединяющий корневую нервюру 11 со штоком 16;
15 - шарнирный узел, соединяющий корневую нервюру 11 со штоком 16;
16 - шток;
17 - направляющие уголки;
18 - зубчатая рейка реечного зубчатого механизма;
19 - электромеханизм реечного зубчатого механизма;
20 - шасси транспортного средства (самолета);
21 - воздушный винт транспортного средства (самолета);
22 - шпангоут фюзеляжа 1;
23 - шпангоут фюзеляжа 1;
24 - кронштейн, оснащенный шарниром 8;
25 - кронштейн, оснащенный шарниром 9;
26 - обтекатель корневых нервюр, установленный на штоке 16.
1
1
X-X - положение оси шарнирных соединений 12 и 13 консоли 2 со штоком 16 в полетном положении крыла (фиг.4);
2
2
X-X - положение оси шарнирных соединений 12 и 13 консоли 2 со штоком 16 в сложенном положении крыла (фиг.4);
Y - направление выдвижения штока 16 при складывании крыла (фиг.3);
L - размах крыла (фиг.3);
B - габаритная ширина транспортного средства (самолета) со сложенным крылом (фиг.3);
H - величина перемещения штока 16 при складывании консолей 2, 3 крыла (фиг.3).