УЗЛЫ ДЛЯ НАРУЖНОГО КРЕПЛЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ БОРТОВЫХ ДАТЧИКОВ К ФЮЗЕЛЯЖУ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
NODES FOR EXTERNAL ANCHORING CONTAINERS OF ONBOARD SENSORS TO AIRCRAFT FUSELAGE

Область техники
Настоящее изобретение относится в общем к наружному креплению контейнеров датчиков (например, обтекателям антенн радиолокаторов), в которых размещена бортовая датчиковая аппаратура (например, радиолокационная антенна (антенны) и/или другие бортовые датчики), к фюзеляжу летательного аппарата посредством узла крепления в виде пилонов. В предпочтительных вариантах воплощения этот узел крепления включает в себя пару объединенных конструкций передних пилонов на переднем конце контейнера датчиков и пару выполненных с возможностью независимой регулировки конструкций задних пилонов на заднем конце контейнера датчиков.
Уровень техники
Установка различной аппаратуры, такой как бортовая радиолокационная антенна и другие бортовые датчики, на фюзеляж летательного аппарата имеет много преимуществ, особенно для выполнений миссий по сбору информации, наблюдению и разведке. Например, за счет способности летательных аппаратов достигать больших высот, бортовая датчиковая аппаратура может обеспечить мониторинг относительно больших областей земной поверхности и/или воздушного пространства.
Установка бортовой аппаратуры на верхней части фюзеляжа летательного аппарата сама по себе хорошо известна. Например, в патенте США номер 6745981 (авторы Rainer и др.), содержание которого полностью включено здесь путем ссылки, предлагаются обычные средства для установки контейнера датчиков на фюзеляж летательного аппарата. Согласно этому известному решению контейнер датчиков представляет собой удлиненную конструкцию, имеющую передний и задний концы, которая располагается над фюзеляжем. Предлагаются опорные конструкции, которые включают в себя первый конец, связанный с фюзеляжем летательного аппарата, и второй конец, связанный с контейнером датчиков спереди и сзади, соответственно. Одним из недостатков предлагаемого варианта установки контейнера датчиков является то, что он может иметь ограничения с точки зрения аэродинамических требований, ограничений по лобовому сопротивлению летательного аппарата, веса радиолокационной антенны, конструкционной прочности летательного аппарата и с точки зрения добавления других радиолокационных антенн. Кроме этого обычные крепления контейнера датчиков не обеспечивают гибкость при установке различных типов контейнеров датчиков и соответствующих датчиков.
Настоящее изобретения направлено на решение этих проблем.
Сущность изобретения
Раскрытые здесь варианты воплощения изобретения направлены на узел пилона для поддержки бортового контейнера, который может быть приспособлен для размещения в нем одной или более радиолокационных антенн или других бортовых датчиков. В общем узел пилона включает в себя пару объединенных конструкций передних пилонов на переднем конце контейнера датчиков, и пару выполненных с возможностью независимой регулировки конструкций заднего пилона на заднем конце контейнера датчиков.
Согласно одним вариантам воплощения предлагаются узлы крепления контейнера датчиков для крепления контейнера датчиков, вмещающего бортовую датчиковую аппаратуру, к фюзеляжу летательного аппарата. Узлы контейнера датчиков могут содержать переднюю и заднюю пары узлов пилонов крепления, каждая имеет нижний конец, прикрепленный к фюзеляжу летательного аппарата, и верхний конец, прикрепленный к контейнеру датчиков. Передняя пара узлов пилонов крепления может включать в себя конструкции пилонов левого борта и правого борта и поперечное опорное основание, соединенное с верхними концами конструкций пилонов левого борта и правого борта.
Согласно некоторым вариантам воплощения конструкции пилонов левого борта и правого борта имеют удлиненные передние и задние вертикальные лонжероны, имеющие нижние концы для крепления к фюзеляжу летательного аппарата и верхние концы, соединенные с поперечным опорным основанием. Могут быть обеспечены ребра и стрингеры для соединения друг с другом передних и задних вертикальных лонжеронов.
В других вариантах воплощения поперечное опорное основание может содержать монтажные кронштейны левого борта и правого борта, расположенные над верхним концом конструкций пилонов левого борта и правого борта, соответственно, для крепления контейнера датчиков к передней паре узлов пилонов крепления.
Согласно некоторым вариантам воплощения узлы пилонов содержат выполненный с возможностью регулировки в продольном направлении узел лонжерона. В этих вариантах воплощения узел лонжерона может включать в себя удлиненный элемент лонжерона, имеющий верхний и нижний концы, верхние и нижние средства крепления на верхнем и нижнем концах лонжерона, соответственно, и верхний и нижний соединительные стержни, прикрепленные к верхнему и нижнему средствам крепления, соответственно. По меньшей мере один соединительный стержень из верхнего и нижнего соединительных стержней может быть соединен посредством резьбового соединения с соответствующим одним из верхнего и нижнего средств крепления, соответственно, так что в ответ на его поворотное движение обеспечивается возможность регулировки в продольном направлении узла лонжерона.
Согласно некоторым вариантам воплощения каждый из верхнего и нижнего соединительных стержней соединен посредством резьбового соединения с верхним и нижним средствами крепления, соответственно, и может быть выполнен в виде рым-болта.
Выполненный с возможностью регулировки в продольном направлении узел лонжерона может дополнительно включать в себя регулировочную гайку, соединенную посредством резьбового соединения по меньшей мере с одним соединительным стержнем для фиксации положения этого по меньшей мере одного соединительного стержня. Если оба соединительных стержня, верхний и нижний, выполнены с возможностью регулировки посредством резьбового соединения, то могут быть обеспечены соответствующие им верхняя и нижняя регулировочные гайки для фиксации положения верхнего и нижнего соединительных стержней относительно верхнего и нижнего средств крепления, соответственно.
В некоторых вариантах воплощения могут быть предусмотрены крепежные кронштейны контейнера и фюзеляжа для соответствующего крепления верхнего и нижнего соединительных стержней к контейнеру датчиков и к фюзеляжу летательного аппарата, соответственно. В некоторых вариантах воплощения крепежный кронштейн фюзеляжа содержит U-образный швеллерный элемент, определяющий соосно выровненную пару отверстий, и нижний соединительный стержень выполнен в виде рым-болта, выровненного с отверстиями швеллерного элемента. Узел может таким образом содержать соединительный штифт, вставленный в отверстия, и соединительный стержень для крепления соединительного стержня к U-образному швеллерному элементу. Пара боковых элементов средств крепления может быть соединена в одно целое с U-образным швеллерным элементом.
Согласно другим вариантам воплощения передняя и задняя пары пилонов крепления могут каждая включать в себя передние и задние аэродинамические поверхности, проходящие вперед и назад от них относительно фюзеляжа летательного аппарата.
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны после внимательного рассмотрения приведенного ниже подробного описания примеров его предпочтительных вариантов воплощения.
Краткое описание чертежей
Раскрытые варианты воплощения настоящего изобретения будут лучше и более полно поняты с помощью приведенного ниже подробного описания примеров неограничивающих иллюстративных вариантов воплощения вместе с прилагаемыми чертежами.
Фиг.1 - вид в перспективе примера летательного аппарата, иллюстрирующий контейнер датчиков, установленный на нем с помощью узла крепления в виде пилонов согласно описываемому здесь варианту воплощения.
Фиг.2 - вид в перспективе, частично в разрезе, пары конструкций передних пилонов, которые крепятся без возможности регулировки, используемых в узле крепления в виде пилонов, показанном на фиг.1.
Фиг.3 - вид в увеличенном масштабе примера узла штифта крепления, связанного с конструкциями передних пилонов.
Фиг.4 - вид в перспективе в увеличенном масштабе верхнего кронштейна, связанного с узлом штифта крепления, показанном на фиг.3.
Фиг.5 - вид в перспективе примера пары конструкций задних пилонов, которые крепятся с возможностью регулировки, используемых в узле крепления в виде пилонов, показанном на фиг.1.
Фиг.6 - вид в перспективе примера узла лонжерона заднего пилона, относящегося к конструкциям задних пилонов, показанных на фиг.5.
Фиг.7 - вид в поперечном разрезе в увеличенном масштабе узла верхнего крепежного кронштейна, относящегося к конструкциям задних пилонов.
Фиг.8 - вид сбоку в увеличенном масштабе узла нижнего крепежного кронштейна, относящегося к конструкциям задних пилонов.
Фиг.9 - вид сзади в перспективе в увеличенном масштабе узла нижнего крепежного кронштейна, показанного на фиг.8.
Подробное описание
Многие детали, размеры, углы и другие особенности, показанные на прилагаемых чертежах, являются только иллюстрацией для конкретных вариантов воплощения изобретения. Соответственно, другие варианты воплощения могут иметь другие детали, размеры, углы и особенности, не выходя за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Несколько вариантов воплощения новых конструкций и узлов описываются ниже в качестве решений проблем, которые были кратко описаны выше.
Как показано на фиг.1, транспортный летательный аппарат AC имеет фюзеляж AF, в верхней части которого, снаружи на его «спине», установлен узел 10 контейнера датчиков. Узел 10 контейнера датчиков в общем включает в себя контейнер 12 датчиков (например, обтекатель антенны радиолокатора), который вмещает требуемые бортовые датчики, например радиолокационную антенну (антенны) и/или другие бортовые датчики, и переднюю и заднюю пары узлов 14, 16 пилонов, соответственно. Контейнер 12 датчиков предпочтительно представляет собой удлиненную конструкцию для размещения датчиков (не показаны), которая выровнена в продольном направлении относительно фюзеляжа AF. Тем самым узлы 14, 16 передних и задних пилонов обеспечивают объединенную опору между контейнером 12 датчиков и элементами конструкции фюзеляжа AF летательного аппарата. Таким образом, контейнер 12 датчиков может транспортироваться на борту летательного аппарата AC при выполнении миссии различных датчиков, размещенных в нем.
Вид в увеличенном масштабе пары узлов 14 передних пилонов представлен на фиг.2. Различные элементы конструкции, относящиеся к узлам передних пилонов, могут быть изготовлены из авиационных алюминиевых сплавов. Узел 14 передних пилонов включает в себя являющиеся зеркальным отображением друг друга конструкции 14-1, 14-2 пилонов левого борта и правого борта, соответственно, каждая из которых имеет передний и задний вертикальные лонжероны 14-1а, 14-1b и 14-2а, 14-2b, соответственно. Передний и задний вертикальные лонжероны 14-1а, 14-1b и 14-2а, 14-2b, соответственно, могут быть изготовлены путем механической обработки из заготовки из алюминиевого сплава таким образом, чтобы получить комбинацию I-образных и С-образных профилей.
Поперечное опорное основание 14-3 перекрывает поперечное расстояние между верхними концами конструкций 14-1, 14-2 пилонов левого борта и правого борта, соответственно, и жестко прикреплено к ним. Опорное основание 14-3 тем самым обеспечивает конструктивную опору для монтажных кронштейнов 14-5а, 14-4b левого борта и правого борта, к которым крепятся монтажные балки 18а, 18b, относящиеся к контейнеру 12 датчиков (не показан).
Алюминиевая обшивка 20, 22 может быть прикреплена к внутренним по существу горизонтально ориентированным ребрам 14-6а, 14-6b и к по существу вертикально ориентированным стрингерам 14-7а, 14-7b, связанным с конструкциями 14-1, 14-2 пилонов левого борта и правого борта, соответственно, так, чтобы закрыть опорные конструкции и обеспечить улучшенный аэродинамический профиль узлов в целом. Подобным образом, улучшенные аэродинамические свойства могут быть обеспечены с помощью передних и задних аэродинамических поверхностей 14-8а, 14-8b и 14-9а, 14-9b, проходящих вперед и назад (относительно летательного аппарата) от передних и задних вертикальных лонжеронов 14-1а, 14-1b и 14-2а, 14-2b конструкций 14-1, 14-2 пилонов левого борта и правого борта, соответственно.
Монтажный кронштейн 14-4а левого борта показан более подробно на фиг.3 и фиг.4, при этом понятно, что монтажный кронштейн 14-4b правого борта является его зеркальным отображением. Тем самым описание конструкций, относящихся к монтажному кронштейну 14-4а левого борта, также применимо к конструкциям, относящимся к монтажному кронштейну 14-4b правого борта.
Как можно увидеть на фиг.3 и фиг.4, монтажный кронштейн 14-4а левого борта включает в себя объединенный элемент конструкции, образованный по существу U-образным швеллерным элементом 20 и парой боковых элементов 22 и 24 крепежных средств, соответственно. Элементы 20, 22 и 24 все содержат пару соосно выровненных отверстий 26, 28, которые принимают безопасный штифт 30. Штифт 30 также соединен с узлом 18а-1 фланца монтажной балки 18а левого борта, относящейся к контейнеру 12 датчиков. Таким образом, монтажная балка 18а, и тем самым контейнер 12 датчиков, могут быть жестко прикреплены к конструкции 14-1 пилона левого борта с помощью монтажного кронштейна 14-4а.
Узел 14 передних пилонов также может включать в себя соответствующие верхний и нижний обтекатели 32а, 32b, соответственно (см. фиг.1), образованные из композитного материала (например, армированный углеродным волокном пластиковый материал), который может быть слоистым и/или может быть сформирован как сэндвич-структура с внутренним слоем, образованным из огнестойкого мета-арамидного материала (например, полимер NOMEX).
Узел 16 задних пилонов показан более подробно на фиг.5-9. Узел 16 задних пилонов подобным образом включает в себя являющиеся зеркальным отображением друг друга конструкции 16-1, 16-2 задних пилонов левого борта и правого борта, соответственно. Верхние и нижние концы конструкций 16-1, 16-2 пилонов могут быть обеспечены соответствующими обтекателями 34а, 34b, подобными обтекателям для конструкций 14-1, 14-2 передних пилонов, чтобы улучшить аэродинамические свойства конструкций пилонов.
Как можно увидеть на чертежах, каждая из конструкций 16-1, 16-2 задних пилонов левого борта и правого борта имеет узлы 50, 51 стоек пилонов и передние и задние аэродинамические поверхности 50а, 50b и 51а, 51b, проходящие вперед и назад (относительно летательного аппарата) от узла 50, 51 стойки, соответственно.
Конструкция 16-1 заднего пилона левого борта показана более подробно на фиг.6-9, при этом понятно, что конструкция 16-2 заднего пилона правого борта является ее зеркальным отображением. Тем самым описание конструкций, относящихся к конструкции 16-1 заднего пилона левого борта, также применимо к конструкциям, относящимся к конструкции 16-2 заднего пилона правого борта.
Как можно увидеть на чертежах, стойка 50 заднего пилона левого борта включает в себя удлиненный лонжерон 50-1, который может быть изготовлен путем механической обработки из соответствующих авиационных алюминиевых сплавов, чтобы образовать конструкцию с I-образным профилем. Лонжероны могут также быть соединены с ребрами 50-2, имеющими по существу С-образный профиль, для улучшения прочности конструкции. Лонжерон 50-1 соединен с верхним и нижним средствами 50-3, 50-4 крепления для соединения лонжерона 50-1 с контейнером 12 датчиков и с фюзеляжем AF летательного аппарата, соответственно.
Верхнее и нижнее средства 50-3, 50-4 крепления включают в себя соответствующие соединительные стержни 50-3а, 50-4а, выполненные в виде рым-болтов, которые посредством резьбового соединения принимаются средствами 50-3, 50-4 крепления, соответственно. Соединительные стержни 50-3а, 50-4а тем самым выровнены с отверстиями, относящимися к крепежному кронштейну 52 контейнера и крепежному кронштейну 54 фюзеляжа, и прикрепляются к ним с помощью соединительного штифта 52а, 54а, соответственно (см., например, фиг.7 и фиг. 9). Крепежный кронштейн 54 фюзеляжа жестко соединен с расположенными под ним элементами 60 конструкции фюзеляжа (см. фиг.8). Имеется электропроводящая лента 55 для обеспечения электрической металлизации (заземления) конструкций стойки 50 заднего пилона с крепежным кронштейном 54 фюзеляжа и тем самым с опорной конструкцией 60 фюзеляжа летательного аппарата.
Верхнее и нижнее средства 50-3, 50-4 крепления также включают в себя регулировочные гайки 56, 58, соответственно, навинченные на тело соединительных стержней 50-3а, 50-4а, выполненных в виде рым-болта, соответственно. Регулировочные гайки 56, 58 тем самым фиксируют положение соответствующего соединительного стержня 50-3а, 50-4а, выполненного в виде рым-болта, в средствах 50-3, 50-4 крепления. Регулировочные гайки 56, 58 могут быть ослаблены, чтобы позволить соответствующим соединительным стержням 50-3а, 50-4а, выполненным в виде рым-болта, поворачиваться в резьбовом соединении относительно средств 50-3, 50-4 крепления, чтобы тем самым в свою очередь позволить изменить регулируемым образом эффективную длину лонжерона 50-1. Тем самым, в ответ на поворотное движение соединительных стержней 50-3а, 50-4а, выполненных в виде рым-болта, относительно средств 50-3, 50-4 крепления, соответственно, обеспечивается возможность регулировки в продольном направлении стойки 50 заднего пилона левого борта. Размеры узла 16 задних пилонов могут регулироваться таким образом, чтобы соответствовать различным контейнерам 12 бортовых датчиков.
Хотя здесь было показано и описано, что передняя и задняя пары узлов 14, 16 пилонов, соответственно, имеют узел 14 передних пилонов, который крепится без возможности регулировки, и узел 16 задних пилонов, который крепится с возможностью регулировки между контейнером 12 датчиков и фюзеляжем AF летательного аппарата, очевидно, что в других вариантах воплощения это может быть выполнено наоборот. То есть предполагается, что варианты воплощения изобретения могут включать в себя регулируемые узлы передних пилонов и нерегулируемые узлы задних пилонов.
Поэтому, хотя изобретение было описано с помощью варианта воплощения, который в настоящее время рассматривается в качестве наиболее практичного и предпочтительного, понятно, что изобретение не ограничивается описанным вариантом воплощения, и наоборот, оно покрывает различные модификации и эквивалентные конструкции, входящие в пределы сущности и объема изобретения.