Система соединения корпусов отсеков
SYSTEM FOR CONNECTING THE HULLS OF COMPARTMENTS

Изобретение относится к области общего машиностроения, в частности к конструкциям разъемных соединений корпусов отсеков летательного аппарата.
Известны конструкции соединения корпусов отсеков, например, патент RU №2717930 F16B, опубликованный 26.03.2020 г., включающий пару соединенных встык отсеков с помощью двух или более цилиндрических сегментов с симметричными внутренними коническими поверхностями, сопрягающимися в плоскости стыка с наружной поверхностью шпангоутов отсеков, один из которых содержит кольцевой уступ с отверстиями под резьбовые соединения, фиксирующие стык, пара резьбовых соединений размещены на концах сегмента, а их оси проходят по стыковочной поверхности перпендикулярно осям корпусов отсеков. Принято за прототип.
К недостаткам конструкции прототипа следует отнести то, что данная конструкция, являясь разъемным соединением, не может разделяться в полете.
Задачей изобретения является создание разделяемой системы соединения корпусов отсеков, обеспечивающую повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик системы за счет безотказной работы разрывного болта и уменьшения возмущения на элементы конструкции летательного аппарата.
Поставленная задача решается тем, что предложена система соединение корпусов отсеков, содержащая два или более цилиндрических сегмента с симметричными внутренними коническими поверхностями, сопрягающимися в плоскости стыка с наружной поверхностью шпангоутов пары соединенных встык отсеков, один из которых содержит кольцевой уступ с отверстиями под резьбовые соединения, фиксирующие стык, сами соединения размещена на концах сегмента, а их оси проходят по стыковочной поверхности перпендикулярно осям корпусов отсеков, при этом резьбовые соединения фиксирующие стык выполнены в виде разрывных болтов с электродетонатором, с гайкой и шайбой, болты установлены изнутри отсеков в отверстия шпангоута с кольцевым уступом, на наружной поверхности шпангоутов в зоне отверстий под каждый болт перпендикулярно их осям, выполнены углубления, а цилиндрические сегменты снабжены резьбовыми втулками с буртиками, установленными на сегментах соосно каждому разрывному болту с возможностью осевого перемещения и контактирующими с поверхностью углублений шпангоутов, при этом торцевая поверхность каждой втулки совмещена с плоскостью разделения болта, а шайбы под гайки крепления болта снабжена кольцевом выступом, размещенным во внутреннем диаметре втулки.
Изобретение поясняется фигурами чертежа.
На Фиг. 1 изображен общий вид системы соединения отсеков (например, с тремя цилиндрическими сегментами).
На Фиг. 2 изображены соединенные встык отсеки в зоне установки РБ (РБ не показан).
На Фиг. 3 изображено сечение системы соединения отсеков в зоне установки разрывного болта.
Система соединения состоит из: поз. 1 и поз. 2 - корпуса отсеков; поз. 3 - шпангоут отсека 1 с кольцевым уступом; поз. 4 - шпангоут отсека 2; поз. 5 - разрывной болт (РБ); поз. 6 - цилиндрические сегменты; поз. 7 - гайка крепления болта, поз. 8 - втулка с буртиком, поз. 9 - шайбы с кольцевым выступом; поз. 10 - электродетонатор; поз. 11 - углубление.
Работает система соединения корпусов отсеков следующим образом. Для разделения элементов летательного аппарата подается команда на электродетонатор. Электродетонатор 10 срабатывает и каждый разрывной болт 5 разрушается в плоскости разделения на две части. Для надежного срабатывания болта необходим замкнутый объем. Этот объем обеспечивается установкой втулки с буртиком 8 и выполнением углубления 11 на наружной поверхности шпангоутов 3 и 4. Втулки закреплены на сегментах 6 с возможностью осевого перемещения за счет углублений в шпангоутах, выполненных совместно, и зазора между цилиндрическими сегментами и наружной поверхностью шпангоутов (см. Фиг. 3). Торцевая поверхность втулки контактирует с поверхностью углубления в зоне конусной разделки под РБ. При этом торцевая поверхность втулки 8, упирающаяся в поверхность углубления 11 шпангоутов, совмещена с плоскостью разделения болта 5.
Для выполнения безосколочного и более надежного разделения разрывного болта (вероятность безотказной работы 0,9999) необходим равномерный зазор между РБ и внутренним диаметром втулки. Этот зазор обеспечивает шайба поз. 9 с кольцевым выступом, который входит во внутренний диаметр втулки.
При срабатывании РБ развальцовываются в зоне отверстий втулок, заполняя конусную разделку, а давление от срабатывания через втулку 8 (либо по резьбе, либо, при ее срезе, через буртик втулки) передается на сегменты 6 и происходит их сброс вместе с втулками и частью болтов с гайками 7 и шайбами 9. Вторая часть РБ, установленная в отверстие шпангоута с кольцевым уступом 3 отходит с корпусом 1, в котором они установлены, а сам кольцевой уступ шпангоута 3 отсека 1 является направляющим движения при разделении отсеков 1 и 2. Происходит разделение корпусов отсеков 1 и 2, которые стыкуются между собой торцами, выполненными в виде симметричных кольцевых шпангоутов (см. Фиг. 2).
Конструкция выполнена таким образом, что конусная разделка под РБ поз. 5 выполняется совместно после стыковки отсеков, оси отверстий проходят в поверхности стыка, а сами отверстия выполнены симметрично в каждом шпангоуте, корпуса отсеков стянуты между собой двумя или более цилиндрическими сегментами 6, количество которых определено нагрузкой на стык, причем болты размещены по краям сегментов, что обеспечивает их прижатие к поверхностям шпангоутов 3 и 4. Внутренняя поверхность сегментов 6 выполнена в виде двух симметричных конических образующих, соответствующих коническим образующим шпангоутов отсеков 3 и 4 и вступающим с ними в непосредственный контакт, а остальные поверхности имеют с отсеками 1 и 2 гарантированные зазоры. Сегменты 6, вне зависимости от количества, изготовлены из единой заготовки кольцевой формы методом высокопроизводительной токарной обработки, как и шпангоуты отсеков 3 и 4. Разрывные болты установлены в плоскости стыка перпендикулярно осям корпусов отсеков. Давление от срабатывания РБ действует перпендикулярно оси отсеков, тем самым уменьшая возмущения на элементы конструкции летательного аппарата при разделении корпусов отсеков.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет создать разделяемую систему соединения корпусов отсеков, обеспечивающую повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик за счет безотказной работы разрывного болта и уменьшения возмущения на элементы конструкции летательного аппарата.