ПНЕВМОЦИЛИНДР МЕХАНИЗМА РАСКРЫТИЯ КРЫЛЬЕВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха, а более конкретно, к конструктивным элементам механизма раскрытия крыльев планирующих летательных аппаратов, сбрасываемых для автономного полета к цели ракет и кассетных боеприпасов.
Уровень техники данной области характеризует механизм поворота крыльев летательного аппарата вокруг вертикальных осей по патенту DE 1531333, В 64 С 3/40, 1978 г., который содержит двухпозиционный вращающийся рабочий цилиндр, зубчатой передачей кинематически связанный с гидроприводом, оснащенным распределительной аппаратурой управления, служащей для синхронного перемещения аэродинамических элементов обоих крыльев самолета.
Этот механизм представляет жесткую силовую систему динамического управления точным и синхронным поворотом крыльев при маневрировании на заданные углы пилотирования, а также их реверсирования в полете летательного аппарата.
Недостатком описанного кинематически сложного механизма является неудовлетворительная функциональная надежность раскрытия крыльев из-за высоких динамических нагрузок на аэродинамические поверхности, которые могут превысить их конструкционную жесткость при стопорении в рабочем положении.
Отмеченный недостаток устранен в пневмоцилиндре с переменной скоростью движения штока плунжера, который выполняет функции коммутатора путевой системы управления выпускным отверстием и донным дросселирующим каналом рабочей камеры, связанной с генератором высокого давления (см. ГОСТ 15608-81. Пневмоцилиндры поршневые, с.467).
Шток поршня в этом пневмоцилиндре выполнен ступенчатым для перекрытия в конце хода прямой связи рабочей камеры с выпускным отверстием, которое с ней сообщается через донный дросселирующий канал. Описанное выполнение путевой системы управления автоматически обеспечивает гидродинамическое торможение штока пневмоцилиндра и плавную установку на стопоры кинематически связанных со штоком крыльев летательного аппарата в раскрытом положении.
Однако, недостатком известного пневмоцилиндра является его большая протяженность, что ограничивает практическое использование в летательных аппаратах типа планирующих ракет и кассетных боеприпасов, сбрасываемых с самолета для автономного полета к цели, из-за ограниченного свободного объема.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является сокращение протяженности пневмоцилиндра без снижения его функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном пневмоцилиндре механизма раскрытия крыльев летательного аппарата, связанном с генератором высокого давления в рабочей камере и содержащем шток плунжера в качестве коммутатора путевой системы управления ее выпускным отверстием и донным дросселирующим каналом, по предложению авторов, генератор высокого давления выполнен в виде пиропатрона, а выпускное отверстие рабочей камеры размещено перед автономным дросселирующим каналом.
Отличительные признаки обеспечили пространственную компактность привода механизма раскрытия крыльев летательного аппарата за счет сокращения протяженности силового пневмоцилиндра, совмещенного с пиропатроном.
Одноразовое использование летательного аппарата позволяет в качестве генератора рабочего тела высокого давления применить малогабаритный пиропатрон, который обеспечивает динамичное
одностороннее рабочее перемещение плунжера для требуемого раскрытия кинематически связанных с ним крыльев.
Выполнение донного дросселирующего канала автономным позволяет использовать его для замедленного выхода рабочего тела из рабочей камеры пневмоцилиндра после перекрытия поршнем выпускного отверстия, которое размещено перед дросселирующим каналом. Этим обеспечивается торможение плунжера и, следовательно, безударное стопорение крыльев в раскрытом положении в конце рабочего хода его штока.
Размещение выпускного отверстия перед дросселирующим каналом и независимо от него позволило на треть сократить протяженность пневмоцилиндра, сохранив требуемое совмещение части рабочего хода плунжера с его торможением, которое осуществляется автоматически.
При этом конструкция пневмоцилиндра упростилась за счет исключения ресивера коммуникации донного дросселирующего канала с выпускным отверстием, узла уплотнения ступени штока плунжера, необходимой в прототипе для перекрытия прямого сообщения рабочей камеры с выпускным отверстием, что позволило дополнительно сократить габариты и массу механизма раскрытия крыльев в целом.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная задача решается не суммой эффектов, а эффектом суммы существенных признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель не следует явным образом для специалиста по самолетостроению, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления пневмоцилиндра механизма раскрытия крыльев летательного аппарата, можно сделать вывод о
соответствии критериям патентоспособности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - пневмоцилиндр в продольном разрезе;
на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;
на фиг.3 - ступенчатый разрез Б-Б на фиг.1.
Рабочая камера 1 корпуса 2 пневмоцилиндра одностороннего действия посредством впускного канала 3 (фиг.2) сообщается с пиропатроном 4 - генератором газовой среды высокого давления на поршень 5, который через протяженный шток 6 (формообразующие плунжер) жестко связан с исполнительным механизмом раскрытия крыльев летательного аппарата (условно не показано).
Корпус 2 сверху и снизу (по чертежу) закрыт через уплотнения 7, 8 крышками 9, 10 соответственно.
В корпусе 2 на уровне дна рабочей камеры 1 выполнены радиальные дросселирующие каналы 11, выше которых расположены выпускные отверстия 12, распределенные по периметру корпуса 2 для того, чтобы исключить перекосы при подаче штока 6.
Функционирует пневмоцилиндр следующим образом. Управляющим импульсом запускается пиропатрон 4, который генерирует газообразные продукты горения его пиротехнического состава, поступающие через канал 3 в рабочую камеру 1 над поршнем 5.
Возросшим давлением пороховых газов в камере 1 поршень 5 со штоком 6 перемещаются вниз (по чертежу), динамично поворачивая кинематически связанные со штоком 6 крылья летательного аппарата в раскрытое положение. При этом воздух из рабочей камеры 1 под поршнем 5 вытесняется через выпускные отверстия 12 и каналы 11.
Далее, когда поршень 5 перекрывает отверстия 12, вытеснение воздуха из камеры 1 замедляется, потому что осуществляется только через дросселирующие каналы 11 расчетного минимального проходного
сечения для торможения подачи штока 5.
В результате происходит замедленное раскрытие крыльев в рабочее положение и плавная их установка в конце хода штока 6 на стопоры корпуса летательного аппарата, где они удерживаются на траектории полета к цели давлением пороховых газов в рабочей полости 1 пневмоцилиндра.
Таким образом, предложенный компактный силовой пневмоцилиндр простой конструкции надежно и динамично раскрывает крылья летательного аппарата, автоматически осуществляя заданное изменение скорости процесса за счет конструктивного выполнения структурных элементов и их взаимосвязи.