СКЛАДЫВАЕМАЯ КОНСОЛЬ КРЫЛА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
FOLDABLE WING CONSOLE FOR HIGH-SPEED AIRCRAFT

Заявляемое техническое решение относится к области летательных аппаратов (ЛА), а именно к конструкциям складываемых консолей крыла высокоскоростных ЛА, корпус и консоли крыльев которых выполнены из композиционного материала.
Известно устройство по патенту РФ №2660308, представляющее собой крепежное соединение деталей из материалов с разными коэффициентами теплового расширения, включающее первую деталь, вторую деталь и крепеж, при этом одно из отверстий под крепеж, принятое за базовое, выполнено единым для двух соединяемых деталей, образуя с крепежом точную посадку, остальные отверстия во второй детали выполнены равными базовому отверстию, а для обеспечения свободного теплового перемещения элементов крепежного соединения часть отверстий в первой детали выполнена в виде прорезей соответствующей длины и шириной, равной диаметру базового отверстия, при этом ось симметрии прорезей проходит через центр базового отверстия, а другая часть отверстий выполнена большего диаметра по отношению к базовому отверстию, отличающееся тем, что одна или несколько прорезей в первой детали выполнены большей ширины для установки в них вкладыша с отверстием, равным базовому отверстию, при этом вкладыш установлен по точной посадке с образованием двух опорных плоскостей с прорезью, а длина прорези выполнена с обеспечением свободного теплового перемещения вкладыша с крепежом вдоль прорези.
В описании к патенту РФ №2660308 данное устройство представлено на примере аэродинамической поверхности (консоли крыла, стабилизатора и т.д.) высокоскоростного летательного аппарата, выполненной, например, из композиционного материала и имеющей передний и задний узлы подвески, выполненные из металла. В соответствии с формулой изобретения здесь первой деталью выступает задний узел подвески, а в качестве второй детали - аэродинамическая поверхность (а.п.).
На фиг. 1 описания к патенту РФ №2660308 дан вид в плане на а.п. 1 с задним 2 и передним 3 узлами подвески к корпусу ЛА.
Устройство по патенту РФ №2660308 имеет следующие недостатки:
- не представлено техническое решение задачи фиксации консоли в раскрытом положении по переднему и заднему узлам подвески;
- не представлено техническое решение задачи обеспечения свободного теплового перемещения консоли относительно корпуса ЛА (тепловой развязки «консоль - корпус») в месте их соединения по переднему и заднему узлам подвески;
- не представлено техническое решение задачи, позволяющее исключить опирание консоли из композиционного материала на корпус ЛА при переводе консоли из раскрытого положения в сложенное.
Данное устройство принято за ближайший аналог.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является:
- выполнение фиксации консоли по переднему и заднему узлам подвески;
-; обеспечение свободного теплового перемещения консоли относительно корпуса (тепловой развязки «консоль - корпус») в месте их соединения по переднему и заднему узлам подвески при высокотемпературном нагреве в ходе полета ЛА;
- повышение надежности и технологичности при сборочных работах, связанных с раскрытием-складыванием консолей;
- исключение опирания консоли из композиционного материала на корпус ЛА при переводе консоли из раскрытого положения в сложенное.
Поставленная задача достигается тем, что в складываемой консоли крыла высокоскоростного ЛА, панель которой выполнена из композиционного материала, а передний и задний узлы подвески консоли к корпусу ЛА выполнены из жаропрочного сплава и соединены с панелью крепежом с обеспечением свободного теплового перемещения, при этом ухо переднего узла подвески и ухо заднего узла подвески консоли входят в ответные проушины переднего узла корпуса ЛА и заднего узла корпуса ЛА и образуют с ними шарнирное соединение, а фиксация консоли в раскрытом положении производится фиксаторами, установленными в переднем и заднем узле корпуса ЛА, ухо заднего узла подвески консоли установлено с минимальным зазором в проушине заднего узла корпуса, фиксатор заднего узла подвески выполнен в виде подпружиненного пальца, установленного в корпусе фиксатора, который закреплен на заднем узле корпуса ЛА и контактирующего в сложенном положении консоли с опорным элементом, выполненным на ухе заднего узла подвески консоли с возможностью фиксации консоли в раскрытом положении при совмещении отверстий, выполненных соосно, в заднем узле подвески консоли и заднем узле корпуса, а на опорном элементе выполнен фигурный паз с заходным участком, в заднем узле корпуса установлен штифт с выступом, для размещения в фигурном пазу и ограничения поворота консоли при складывании, а корпус фиксатора выполнен с обеспечением удержания штифта от выпадания, кроме того ухо переднего узла подвески консоли установлено в проушине переднего узла корпуса с зазором, обеспечивающим свободное тепловое перемещение консоли относительно корпуса ЛА, фиксатор переднего узла подвески выполнен в виде подпружиненного толкателя с направляющей частью, размещенной в проушине переднего узла корпуса с минимальным зазором, с толкателем жестко соединена планка, которая своими концами размещена в пазах переднего узла корпуса с возможностью перемещения под действием пружины, в ухе переднего узла подвески консоли выполнен ответный планке паз для обеспечения фиксации по переднему узлу в раскрытом положении консоли, а для обеспечения контакта с планкой в ходе раскрытия консоли торец уха выполнен профилированным.
На переднем и заднем узлах подвески консоли жестко закреплены накладки, размещенные в проушинах узлов корпуса с минимальным зазором, при этом накладка переднего узла подвески консоли выполнена съемной.
Для обеспечения дополнительного отжатия пальца перед его срабатыванием на фиксацию консоли при ее повороте, на опорном элементе уха заднего узла подвески консоли со стороны подпружиненного пальца выполнен скос.
На корпусе ЛА по месту расположения подпружиненного пальца выполнена съемная крышка, обеспечивающая доступ к пальцу.
В ухе переднего узла подвески консоли выполнено технологическое отверстие.
Боковые поверхности направляющей части толкателя выполнены цилиндрическими с обеспечением контакта по линии с двух сторон проушины переднего узла корпуса
Предложенное техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 дан вид на складываемую консоль 1 крыла ЛА, пристыкованную к корпусу 2 ЛА по переднему 3 и заднему 4 узлам подвески.
На фиг. 2 дан вид по выноске А, где показано крепление заднего узла подвески 4 с ухом 5 к консоли 1 крепежными элементами 6 (болты, гайки, шайбы, опорные элементы). Корпус 2 ЛА не показан.
На фиг. 3 представлен вид В на задний узел подвески 4 консоли 1 в раскрытом положении и его соединение с задним узлом 7 корпуса 2 ЛА. Показаны ось 8 поворота консоли 1 при складывании-раскрытии, накладка 9, закрепленная на ухе 5 заднего узла подвески 4, крышка 10, установленная на корпусе 2, и корпус фиксатора 11.
На фиг. 4 дан разрез Г-Г, выполненный по виду В, для консоли 1 в раскрытом положении. Ухо 5 установлено в проушине заднего узла 7 с минимальным зазором. Ось 8 обеспечивает шарнирную подвеску консоли 1 к заднему узлу 7, палец 12 с пружиной 13, размещенные в корпусе фиксатора 11, обеспечивают фиксацию консоли 1 в раскрытом положении по заднему узлу подвески 4. Штифт 14 установлен в заднем узле 7 корпуса 2 и своим выступом размещен в фигурном пазе 15 уха 5. Кроме того, на ухе 5 установлена накладка 9, а на корпусе 2 установлена крышка 10, при снятии которой обеспечивается доступ к пальцу 12 с целью его отжатия перед сладыванием консоли 1.
На фиг. 5 представлен вид В на задний узел подвески 4 консоли 1 в сложенном положении, соединенный с задним узлом 7 корпуса 2 осью 8. Показано ухо 5 заднего узла подвески 4 и опорный элемент 17 уха 5, а также фигурный паз 15 с заходным участком 16. Ухо 5 по заходному участку 16 упирается в выступ штифта 14, который служит ограничителем поворота консоли 1 при складывании. В конце раскрытия консоли 1 отверстие 33 в ухе 5 совмещается с ответным отверстием 19 в заднем узле 7 корпуса 2. На ухе 5 установлена накладка 9, а на корпусе 2 установлена крышка 10.
На фиг. 6 дан разрез Д-Д, выполненный по виду В для консоли в сложенном положении. Палец 12 и пружина 13 размещены в корпусе фиксатора 11. Под действием пружины 13 палец 12 упирается в опорный элемент 17 уха 5 консоли 1. Ось 8 шарнирно соединяет ухо 5 с задним узлом 7 корпуса 2. Штифт 14 своим выступом размещен в фигурном пазу 15 уха 5. На опорном элементе 17 уха 5 со стороны подпружиненного пальца 12 выполнен скос 20, обеспечивающий при повороте консоли 1 дополнительное отжатие пальца 12, а при совмещении отверстий 33 и 19, осуществляется фиксация консоли 1 пальцем 12..
На фиг. 7 дан вид по выноске Б, где показано крепление переднего узла подвески 3 с ухом 18 к консоли 1 крепежными элементами 31 (болты, гайки, шайбы, опорные элементы). Корпус 2 не показан.
На фиг. 8 дан вид Е на консоль 1 в раскрытом и зафиксированном положении, при этом ухо 18 консоли 1 соединено с передним узлом 21 корпуса 2. Показаны также ось 29 поворота консоли 1 при складывании-раскрытии, крышка со съемной накладкой 30, закрепленная на ухе 18. Планка 22 с толкателем 23 и воздействующей на него пружиной 24 размещена в пазах 25 переднего узла 21 корпуса 2 с упором в паз 26, выполненый в ухе 18. Кроме того, на ухе 18 переднего узла подвески 3 выполнен профилированный торец 27 по месту контакта с планкой 22 в процессе раскрытия консоли 1 и технологическое отверстие 28 для приспособления, обеспечивающего расфиксацию консоли 1 по переднему узлу 21.
На фиг. 9 представлен вид Е на консоль 1 в процессе ее складывания.
Перед началом складывания консоли 1 планка 22 отжимается приспособлением расфиксации, использующим технологическое отверстие 28, при этом планка 22 перемещается вдоль пазов 25 переднего узла 21 корпуса 2, выходя из паза 26, выполненного в ухе 18.
При отжатой планке 22, консоль 1 можно повернуть в положение, когда ухо 18 профилированным торцем 27 начинает воздействовать на планку 22, отжимая ее уже без помощи приспособления расфиксации до полного складывания консоли 1 поворотом вокруг оси 29.
На фиг. 10 дан вид Ж на передний узел 21 корпуса 2. Ухо 18 консоли 1 зафиксировано от вращения осью 29 и планкой 22, вошедшей в паз уха 18 путем перемещения в пазах 25 переднего узла подвески 21 под воздействием пружины 24, установленной на толкателе 23. Боковые поверхности направляющей части 32 толкателя 23 выполнены цилиндрическими с обеспечением контакта по линии по двум сторонам проушины переднего узла 21 корпуса 2.
Устройство работает следующим образом.
При раскрытии консоли 1 крыла:
- по заднему узлу подвески 4 происходит вращение консоли 1 вокруг оси 8. При этом палец 12 под действием пружины 13 упирается в опорный элемент 17 уха 5 консоли 1, а скос 20 опорного элемента 17 обеспечивает при повороте консоли дополнительное отжатие пальца 12 перед его срабатыванием на фиксацию консоли 1. В конце раскрытия консоли 1 отверстие 33 в ухе 5 совмещается с ответным отверстием 19 в заднем узле 7 корпуса и палец 12, проваливаясь в эти отверстия, фиксирует консоль 1. При этом накладка 9, установленная на ухе 5 перекрывает вырез в корпусе 2
- по переднему узлу подвески 3 происходит вращение консоли 1 вокруг оси 29, соосной оси 8 заднего узла подвески 4. При этом ухо 18 профилированным торцем 27 начинает воздействовать на планку 22 с толкателем 23 и пружиной 24, отжимая ее и в конце раскрытия консоли 1 планка 22 толкателя 23 заходит в ответный паз 26 уха 18. При этом крышка 30, установленная на ухе 18 перекрывает вырез в корпусе 2.
Для повышения надежности срабатывания (предотвращения заклинивания планки 22 в пазах 25 переднего узла 21 корпуса 2 во время ее перемещения под действием пружины 24) боковые поверхности направляющей части 32 толкателя 23 выполнены цилиндрическими с обеспечением контакта по линии с двух сторон проушины 21 переднего узла 21 корпуса 2.
При складывании консоли 1 крыла производится ее расфиксация по переднему 3 и заднему 4 узлам подвески одновременно. При этом:
- в заднем узле подвески 4 снимается крышка 10 для доступа к пальцу 12, который отжимается приспособлением для отжатия пальца 12 до выхода из отверстий 33 и 19. После этого консоль 1 можно повернуть на угол, при котором обеспечивается касание пальцем 12 под действием пружины 13 опорного элемента 17 уха 5 консоли 1. Далее, приспособление для отжатия пальца 12 уже не используется и консоль можно переводить в крайнее сложенное положение, до тех пор, пока ухо 5 по заходному участку 16 фигурного паза 15 не упрется в выступ штифта 14, который служит ограничителем поворота консоли 1 при складывании. Таким образом, для консоли 1 в сложенном положении реализуется опирание металлической детали на металлическую деталь, что позволяет обеспечить необходимый зазор между консолью 1 и корпусом 2. Тем самым повышается надежность конструкции.
- в переднем узле подвески 3 снимается крышка со съемной накладкой 30, закрепленная на ухе 18, после этого отжимается планки 22 с толкателем 23 и пружиной 24, при этом планка 22, перемещаясь вдоль пазов 25 переднего узла 21 корпуса 2, выходит из паза 26 уха 18. Отжатие планки 22 осуществляется приспособлением, опорой которому служит технологическое отверстие 28 в ухе 18.
Предложенное устройство прошло отработку в производстве, а также лабораторно-стендовые и летно-конструкторские испытания в составе ЛА.
Использование предлагаемого технического решения позволит:
- изготавливать полнофункциональные конструкции консолей крыла высокоскоростных ЛА, работающие в условиях высокотемпературного нагрева;
- повысить технологичность изготовления и сборки;
- повысить надежность конструкции.