УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ КОНСОЛЕЙ КРЫЛА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В СЛОЖЕННОМ СОСТОЯНИИ
DEVICE FOR FIXATION OF AIRCRAFT OUTER WINGS IN FOLDED STATE

Изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА), а именно, к устройствам фиксации аэродинамических поверхностей от поворота до начала работы механизма раскрытия.
Известно устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей ЛА (патент РФ №» 2549047, МПК В64С 3/56, F42B 10/14, опубл. 2015 г.), которое состоит из бандажа и замкового устройства. Бандаж выполнен из отдельных по числу аэродинамических поверхностей, снабженных законцовками, и частей, изготовленных из пружинной стальной ленты. К одной из законцовок каждой части на оси шарнирно подвешено ухо, а к другой оси подсоединено натяжное устройство, состоящее из регулировочного винта и резьбовых серег. К первой серьге подвешена проушина. Замковое устройство выполнено в виде пиростопоров, которые установлены на кронштейнах узлов подвески аэродинамических поверхностей и фиксируют уши и проушины каждой пары соседних частей, вложенные в пазы кронштейнов. В пазах также размещены подпружиненные пружинами толкатели, упирающиеся в уши и проушины. Для предотвращения выпадания толкателей при расфиксации бандажа, в пазах установлены штыри. Кронштейны являются опорами ЛА при его размещении и выходе из транспортно-пускового контейнера, а части бандажа после их установки и натяжения располагаются в зазоре между корпусом ЛА и внутренней поверхностью стенки контейнера.
Данное техническое решение позволяет улучшить аэродинамические характеристики ЛА за счет отбрасывания узла, обеспечивающего прилегание сложенных аэродинамических поверхностей к корпусу ЛА после его расфиксации, а также расширить область использования устройства фиксации с распространением его на двухсредные ЛА (прохождение воды и раскрытие в воздухе).
Однако, из-за наличия пружинных частей, пиротехнических узлов, а также большого количества конструктивных элементов устройство имеет невысокую надежность работы, низкую технологичность из-за большого количества конструктивных элементов.
Известен корпус вращающегося ЛА с раскрывающимся стабилизатором (патент РФ №2238512, МКИ F42B 10/14, опубл. 2004 г.), в котором выполнены продольные прорези, через которые выводятся в рабочее положение установленные в опорных осях лопасти стабилизатора, в исходном и рабочем положениях лопасти запираются подпружиненными фиксаторами. Лопасти стабилизатора снабжены выступами, позволяющими повернуть лопасти в рабочем положении на заданный угол. В данном устройстве для запирания лопастей стабилизатора в исходном положении использованы подпружиненные фиксаторы, что упрощает их изготовление и повышает надежность в использовании.
Однако, из-за наличия подпружиненных элементов устройство имеет невысокую надежность работы. Также, в сложенном положении лопасти стабилизатора занимают внутренний объем ЛА.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является устройство фиксации в сложенном положении консолей крыла беспилотного ЛА, содержащее поджимающие элементы, на каждом крыле выполнена выемка (патент РФ №2522787, МПК F42B 10/16, В64С 3/56, опубл. 2014 г.).
Устройство фиксации содержит корпус, пружину сжатия, фиксирующий узел. Корпус имеет вытянутую форму и выполнен с цилиндрической полостью, ось которой принимают за ось устройства фиксации. Корпус может быть выполнен из двух половин, выемки в которых при соединении половин образуют цилиндрическую полость.
В полости корпуса расположена пружина сжатия, ось которой совпадает с осью устройства фиксации. Одним из концов пружина упирается в стенку цилиндрической полости, другим контактирует с фиксирующим узлом. Конец пружины, упирающийся в стенку цилиндрической полости, снабжен регулировочным винтом для изменения усилия, создаваемого пружиной.
Фиксирующий узел установлен в корпусе с возможностью перемещения вдоль оси устройства фиксации и контактирует с пружиной. Фиксирующий узел содержит упорные ролики, антифрикционную втулку, элементы угловой фиксации. Два упорных ролика расположены в параллельных прорезях на внешнем конце фиксирующего узла, обращенном к складываемым консолям крыла.
Консоли, которые можно зафиксировать данным устройством фиксации, закреплены на фюзеляже беспилотного ЛА с возможностью поворота относительно одной оси или двух параллельных осей и в сложенном положении расположены вдоль фюзеляжа по принципу «консоль на консоли». Ось устройства фиксации (а следовательно, и ось пружины) расположена параллельно плоскостям перемещения консолей крыла аппарата и устройство фиксации обращено концом, на котором установлен фиксирующий узел, к законцовкам консолей. На законцовке каждой консоли выполнена V-образная выемка, и в сложенном положении консолей выемки совмещены друг с другом. Плоскости, в которых перемещаются консоли, проходят через прорези с упорными роликами фиксирующего узла, для каждой из консолей через свою прорезь. Когда консоли находятся в сложенном положении, выемки на законцовках консолей совмещены каждая со своим упорным роликом, упорные ролики прижаты к выемкам на законцовках консолей пружиной. Конкретная форма выемок такова, что подпружиненные упорные ролики могут беспрепятственно входить в выемки и выходить из них только при приложении достаточной нагрузки.
В сложенном положении консолей, когда средство или средства раскладывания не воздействуют на них, силы упругости пружины достаточно, чтобы предотвратить самопроизвольное раскладывание консолей при внешних воздействиях, например вибрационных нагрузках при транспортировке, при этом силы упругости пружины недостаточно, чтобы воспрепятствовать раскладыванию консолей под воздействием средства или средств раскладывания. Исходя из этих факторов, подбирают пружину с необходимыми параметрами.
Данное устройство является простым и надежным устройством многократного срабатывания, обеспечивает фиксацию в сложенном положении одновременно двух консолей крыла, расположенных параллельно друг другу и имеющих возможность поворота относительно одной оси или параллельных осей.
Однако, из-за наличия подвижных частей, пружинного элемента, а также большого количества конструктивных элементов устройство имеет невысокую надежность фиксации и расфиксации, низкую технологичность из-за большого количества конструктивных элементов. Из-за необходимости размещения большого количества элементов увеличиваются габариты устройства.
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения - надежная фиксация консолей крыла ЛА от поворота до начала работы механизма раскрытия и последующая расфиксация, компактность.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство фиксации консолей крыла ЛА в сложенном состоянии, содержащее поджимающие элементы, на каждой консоли крыла выполнена выемка, согласно изобретению снабжено прижимом, установленным на корпусе ЛА, выемки выполнены в виде наклонного паза с плоской площадкой, расположенной под углом к горизонтальной плоскости ЛА напротив поджимающих элементов, которые выполнены в виде шпилек со сферическим торцом, установленных перпендикулярно горизонтальной плоскости ЛА в корпусе с упором указанным торцом в выемки, внутренние кромки консолей расположены между прижимом и корпусом ЛА таким образом, что их внешняя поверхность взаимодействует с прижимом.
За счет взаимодействия консолей крыла с одной стороны с прижимом, а с другой - с поджимающими элементами через выемки консолей в виде наклонного паза с плоской площадкой, причем поджимающие элементы установлены с упором в выемки, обеспечивается надежная фиксация консолей крыла, т.к. при таком расположении каждая консоль деформируется и как бы «заклинивает» между прижимом и поджимающим элементом. При этом деформация консоли происходит в упругой области для материала консоли крыла (отсутствует пластическая деформация), поэтому при раскрытии консоли принимают первоначальную форму, что в свою очередь обеспечивает гарантированную расфиксацию. Одновременно с этим в устройстве фиксации применено минимальное количество конструктивных элементов, что в итоге обеспечивает максимальную компактность конструкции и высокую технологичность.
При анализе уровня техники не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. А также не выявлено факта известности влияния признаков, включенных в формулу, на технический результат заявляемого технического решения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условиям «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображено устройство фиксации консолей крыльев летательного аппарата в сложенном состоянии.
На фиг. 2 изображено устройство фиксации консолей крыльев летательного аппарата в сложенном состоянии в разрезе.
На фиг. 3 изображен узел, содержащий поджимающий элемент и выемку.
На фиг. 4 изображен узел, содержащий поджимающий элемент и выемку в разрезе с видом на выемку.
Устройство фиксации консолей крыла ЛА в сложенном состоянии содержит прижим 1, установленный на корпусе 2 ЛА, поджимающие элементы в виде шпилек 3 со сферическим торцом 4 (фиг. 1-3). На каждой консоли 5 крыла выполнена выемка 6 в виде наклонного паза с плоской площадкой 7, расположенной под углом к горизонтальной плоскости 8 ЛА напротив поджимающих элементов 3 (фиг. 4). Шпильки 3 установлены в корпусе ЛА перпендикулярно горизонтальной плоскости ЛА с упором сферическим торцом 4 в плоскую площадку 7 в выемках консолей крыла. Внутренние кромки консолей 5 крыла расположены между прижимом 1 и корпусом 2 ЛА таким образом, что их внешняя поверхность взаимодействует с прижимом 1.
Устройство фиксации работает следующим образом.
Шпильки 3 вывинчиваются из корпуса 2 ЛА, упираются сферическими торцами 4 в плоские площадки 7 в выемках 6 консолей 5 крыла и отгибают наружные кромки консолей крыла от корпуса ЛА 2. Заделка консолей 5 крыла в осях 9 ограничивает любое перемещение консолей крыла, кроме поворота вокруг оси. Таким образом, каждая консоль 5 крыла деформируется и как бы «заклинивает» между прижимом 1 и шпилькой 3. Деформация консоли крыла происходит в упругой области для материала (отсутствует пластическая деформация), поэтому при раскрытии консоли крыла принимают первоначальную форму. Усилие «заклинивания» (необходимая величина, на которую вывинчиваются шпильки) обеспечивает надежное закрепление консолей крыла при транспортных нагрузках. После срабатывания механизма раскрытия с усилием, необходимым для «расклинивания» консолей крыла, крылья за счет упругих свойств материала «расклиниваются» (выводятся из зацепления между прижимом и шпилькой) и раскрываются. Шпильки и прижим остаются на своих местах.
Данное устройство позволяет оптимизировать габаритные характеристики ЛА, повысить надежность срабатывания и улучшить технологичность ЛА. Компактность устройства, в свою очередь, улучшает аэродинамическое качество и управляемость ЛА.
Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, относится к летательным аппаратам, а именно, к устройствам фиксации аэродинамических поверхностей от поворота до начала работы механизма раскрытия.
- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».