СКЛАДНАЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
COLLAPSIBLE AEROFOIL OF UNMANNED AIRCRAFT

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к складным аэродинамическим поверхностям летательных аппаратов, в частности ракет.
Из уровня техники известна складная аэродинамическая поверхность (заявка Германии DE 102008005705 от 30.07.2009 г. МПК F42B 10/14), состоящая из последовательно соединенных корневой части аэродинамической поверхности, первой подвижной части аэродинамической поверхности, устройства раскладывания и второй подвижной части аэродинамической поверхности. Устройство раскладывания аэродинамической поверхности содержит привод, выполненный в виде спиральной пружины, расположенный в первой подвижной части аэродинамической поверхности и соединенный с остальными частями аэродинамической поверхности с помощью системы тросов и направляющих роликов.
Недостатком аналога является низкая вероятность раскрытия складной аэродинамической поверхности в условиях мощного набегающего потока.
Также известна складная аэродинамическая поверхность (заявка Великобритании GB 2369177 от 02.06.1989 г., МПК F42B 10/14), наиболее близкая к предлагаемому изобретению и выбранная в качестве прототипа. Аэродинамическая поверхность состоит из подвижной и неподвижной частей и устройства раскладывания, содержащего привод, соединенный с одним концом троса, вторым концом закрепленного на подвижной части аэродинамической поверхности.
Недостатками прототипа являются неоптимальные габаритные характеристики складной аэродинамической поверхности в сложенном положении, а именно размах неподвижной части складной аэродинамической поверхности. Это приводит к тому, что для размещения ракеты требуется больше места, например, при подвешивании под авиационным носителем, внутрифюзеляжном размещении или размещении в транспортно-пусковом контейнере. Также недостатком прототипа является сложность снятия фиксации аэродинамической поверхности в разложенном положении, из чего следует невозможность многократного использования устройства раскладывания аэродинамической поверхности, например, при испытаниях. Одним из недостатков прототипа является отсутствие обеспечения, натяжения троса при сложенном положении складной аэродинамической поверхности, что повышает вероятность разрыва троса в процессе раскладывания аэродинамической поверхности и снижает надежность работы устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является достижение оптимальных габаритных характеристик аэродинамической поверхности в сложенном положении при обеспечении усилия раскладывания, достаточного для раскладывания аэродинамической поверхности в условиях мощного набегающего потока и повышение надежности работы устройства.
Задача решается за счет того, что складная аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата состоит из неподвижной части, подвижной части и устройства раскладывания и фиксации, содержащего корпус, установленный в неподвижной части, в котором расположены узел раскладывания и узел фиксации, при этом узел раскладывания содержит поршень, камера которого соединена с пневмосистемой и расположена вдоль хорды неподвижной части, состоящей, по меньшей мере, из двух соосных цилиндрических частей разного диаметра со сквозным каналом вдоль продольной оси, соединенным с одним из концов троса, причем трос проходит через сквозной канал в поршне и закреплен на конце поршня, и элемент снижения трения, контактирующий с тросом, узел фиксации выполнен в виде установленных в корпусе подпружиненных штоков и ответных отверстий в кронштейне, а подвижная часть закреплена на кронштейне, установленном в корпусе с возможностью поворота относительно оси раскладывания аэродинамической поверхности, с которым соединен второй конец троса, снабженный элементом регулирования натяжения троса.
В частном случае осуществления изобретения задача решается за счет того, что элемент регулирования натяжения троса выполнен в виде регулировочной гайки.
В другом частном случае осуществления изобретения задача решается за счет того, что элемент снижения трения выполнен в виде втулки, в которой выполнено плавно скругленное отверстие, установленной соосно с камерой поршня.
В еще одном частном случае осуществления изобретения задача решается за счет того, что элемент снижения трения выполнен в виде ролика.
Изобретение позволяет оптимизировать компоновочные характеристики ракеты, а также уменьшить габариты ракеты со сложенными аэродинамическими поверхностями за счет оптимального расположения устройства раскладывания в неподвижной части аэродинамической поверхности - приблизительно параллельно фюзеляжу летательного аппарата, что позволяет выполнить неподвижную часть аэродинамической поверхности с меньшим размахом. Дополнительно изобретение позволяет обеспечить регулирование натяжения троса при сложенном положении аэродинамической поверхности, что увеличивает надежность раскладывания аэродинамической поверхности.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:
на фиг.1. изображена складная аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата в разложенном положении, показаны кронштейн и корпус устройства раскладывания и фиксации;
a
на фиг.2 изображен главный вид устройства раскладывания и фиксации в разрезе (показана только часть оси );
на фиг.3 изображено устройство раскладывания и фиксации в разрезе, вид сбоку.
Складная аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата (далее аэродинамическая поверхность) установлена на фюзеляже летательного аппарата и состоит из неподвижной части 1, подвижной части 2 и устройства раскладывания и фиксации. Устройство раскладывания и фиксации содержит корпус 3, в котором расположены узел раскладывания и узел фиксации. Корпус 3 выполнен несущим, размещен в неподвижной части 1 и соединен с фюзеляжем. В частном случае аэродинамической поверхности, например, выполненной в качестве стабилизатора, корпус 3 вместе с неподвижной частью 1 имеет возможность поворачиваться относительно оси, перпендикулярной поверхности фюзеляжа (на фигурах не показано). Термины «неподвижная/подвижная часть» в данном техническом решении связаны только с раскладыванием аэродинамической поверхности и не связаны с перемещением во время полета, в том числе угловым.
а
Узел раскладывания содержит кронштейн 4, стяжку и поршень 5. Кронштейн 4 установлен в корпусе 3 с возможностью поворота относительно оси  - оси раскладывания аэродинамической поверхности. На кронштейне 4 жестко закреплена подвижная часть 2. Рабочая камера поршня 5 расположена в корпусе 3 и посредством штуцера 6 соединена с пневмосистемой летательного аппарата, при этом ось рабочей камеры b приблизительно параллельна хорде неподвижной части 1. Поршень 5 выполнен из соосных цилиндрических частей разного диаметра (по меньшей мере, двух) со сквозным каналом по всей длине, выполненным соосно рабочей камере. Меньшая по диаметру цилиндрическая часть поршня 5 (трубка) проходит через отверстие в стенке рабочей камеры 7 одним из концов, другой конец трубки переходит в рабочую поверхность поршня 5. Длина трубки превышает величину максимального хода поршня 5. Пневмосистема летательного аппарата может быть выполненной с возможностью стравливания газа из рабочей камеры поршня 5, это позволяет осуществлять повторное складывание аэродинамической поверхности. Отверстие, соединяющее рабочую камеру со штуцером 6, выполнено в цилиндрической части рабочей камеры в непосредственной близости от стенки рабочей камеры 7. Для обеспечения герметичности на поршне 5 и в рабочей камере, в том числе на внутренней поверхности отверстия в стенке рабочей камеры 7, выполнены канавки, в которых расположены уплотнительные кольца (на фиг. не показаны).
а
На поршне 5 закреплен один из концов троса 8, затем трос 8 проходит через канал в поршне 5 и элемент снижения трения 9, второй конец троса закреплен на кронштейне 4 на расстоянии от оси . Элемент снижения трения 9 установлен в месте перегиба троса 8 и может быть выполнен в виде втулки с плавно скругленным отверстием (как изображено на фиг.2) или ролика. На концах троса 8 выполнены петли, зафиксированные с помощью гильз 10 и закрепленные одна в поршне 5, другая на кронштейне 4 с помощью проушины 11 (первая петля и гильза на фиг. не показаны). Трос 8, петли и гильзы 10 входят в состав стяжки. В проушине 11 и в поршне 5 выполнены пазы и отверстия для размещения петель стяжки. Стяжка закреплена в проушине 11 с помощью штифта 12, на поршне 5 стяжка закреплена аналогично. Узел раскладывания также включает в себя элемент регулирования натяжения троса 8, выполненный, например, в виде регулировочной гайки 13 на проушине 11. Элемент регулирования натяжения троса 8 установлен таким образом, что в сложенном положении аэродинамической поверхности стяжка натянута, но силы натяжения стяжки недостаточно для перемещения подвижной части 2.
а
Узел фиксации состоит из двух подпружиненных штоков 14, установленных в корпусе 3 вдоль оси фиксации с, параллельной оси . В кронштейне 4 выполнены ответные отверстия, которые при разложенном положении аэродинамической поверхности расположены напротив штоков 14. Узел фиксации снабжен гильзами 15, фиксирующими пружины 16, и тягами 17, соединенными со штоками 14. Концы тяг 17 проходят через гильзы 15 и выходят наружу.
Аэродинамическая поверхность работает следующим образом:
а
Перед началом работы устройства аэродинамическая поверхность находится в сложенном положении и зафиксирована (средство фиксации в сложенном положении не рассматривается). Освобождают аэродинамическую поверхность от фиксации и подают в рабочую камеру поршня 5 сжатый воздух с помощью пневмосистемы. Поршень 5 совершает перемещение вдоль оси камеры в направлении от плоскости симметрии кронштейна 4 и перемещает конец стяжки, соединенный с поршнем 5. Натянутая стяжка перемещает проушину 11, которая, в свою очередь, при перемещении заставляет кронштейн 4 и соединенную с ним подвижную часть 2 совершать поворот относительно оси .
Кронштейн 4 с подвижной частью 2 в процессе поворота достигают рабочего разложенного положения. Ответные отверстия в кронштейне 4 занимают положение напротив штоков 14 узла фиксации. Штоки 14 под действием пружин входят в ответные отверстия и фиксируют кронштейн 4 и подвижную часть в разложенном положении.
Если устройство раскладывания и фиксации выполнено с возможностью повторного складывания аэродинамической поверхности, то при возникновении такой необходимости понижают давление в рабочей камере поршня 5, путем стравливания воздуха из нее, и снимают фиксацию аэродинамической поверхности в разложенном положении, оттягивая штоки 14 с помощью тяг 17. Складывают аэродинамическую поверхность любым способом, например, вручную. Повторное складывание аэродинамической поверхности используют, например, при наземных испытаниях систем ракеты.
Складная аэродинамическая поверхность беспилотного летательного аппарата относится к авиационной технике, а именно к аэродинамическим поверхностям ракет, и предназначена для использования в случаях повышенных требований к габаритным размерам ракеты со сложенными аэродинамическими поверхностями, например, при подвешивании под авиационным носителем, внутрифюзеляжном размещении или размещении в транспортно-пусковом контейнере, и запуска в условиях мощного набегающего потока, высоких ударных, вибрационных и температурных нагрузок, воздействующих на ракету в целом и аэродинамическую поверхность, в частности.