СИСТЕМА ОТДЕЛЕНИЯ ОТСЕКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT COMPARTMENT SEPARATION SYSTEM

Изобретение относится к авиационно-космической технике и предназначено для отделения от летательного аппарата (ЛА) отсека в заданном направлении.
Известна система отделения головной части летательного аппарата, принятая за прототип, включающая в себя устройство крепления, состоящее из разрывных болтов и направляющих шпилек и устройство отделения в виде пневматического механизма отделения с центральным толкателем («Теория полета и конструкция баллистических ракет» И.Н. Пенцак, «Машиностроение», Москва, 1974 г., стр.233 и 235). Пневматический механизм отделения состоит из электропневмоклапана (пускового устройства), баллона с газом, удерживающей шпильки и пневмотолкателя. Шток пневмотолкателя упирается в пяту на головной части, а его продольная ось совпадает с продольной осью головной части и ракеты.
Существенными признаками предлагаемой системы, совпадающими с признаками прототипа, являются следующие - устройство крепления, состоящее из разрывных болтов и направляющих шпилек и устройство отделения в виде пневматического механизма отделения, состоящего из баллона с газом, пироклапана (пускового устройства), пневмотолкателя со штоком, продольная ось которого совпадает с продольной осью отделяемой части.
Недостатками данной системы - прототипа являются следующие: при креплении головной части к корпусу возможно наличие зазора между штоком пневмотолкателя и упорной пятой на головной части, что приводит к увеличению ударной нагрузки на головную часть, наличие центрального пневмотолкателя ограничивает возможность ее применения для отделения головных частей различных типов (например, имеющих центрально расположенное сопло). Кроме того, после срабатывания разрывных болтов и схода головной части с направляющих шпилек, на длине хода штока пневмоцилиндра за счет воздействия внешних возмущений на отделяемую головную часть, возможно, ее отклонение от заданного направления отделения. При этом также происходит нагружение штока пневмоцилиндра поперечными силами со стороны отделяемой головной части, что требует усиления конструкции штока, пневмоцилиндра и устройства отделения в целом и, как следствие, увеличения массы устройства отделения. Кроме того, отсутствует регулировка выставки штока в заданном направлении.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая система отделения, является снижение ударной нагрузки на отделяемый отсек (за счет улучшения условий закрепления), возможность использования для отделения от ЛА отсеков различных типов (например, имеющих центрально расположенное сопло), повышение надежности отделения от ЛА отсека в заданном направлении, снижение массы устройства отделения отсека.
Для решения поставленной задачи в системе отделения отсека ЛА, содержащей устройство крепления, состоящее из разрывных болтов и направляющих шпилек и устройство отделения в виде пневматического механизма отделения, состоящего из баллона с газом, пневмотолкателя со штоком, продольная ось которого совпадает с продольной осью отделяемой части, шток пневмоцилиндра соединен с поршнем посредством шарнирного соединения, например, сферического, и снабжен толкающей вилкой, соединенной со штоком посредством шарнирного соединения и имеющей не менее двух регулируемых упоров в виде полусфер для контакта с отделяемым отсеком, разнесенных симметрично относительно его центра масс, а в отделяемом отсеке имеются гнезда для размещения полусфер упоров вилки, причем гнезда имеют форму конических углублений.
Отличительными признаками предлагаемой системы отделения отсека ЛА являются следующие: шток пневмоцилиндра соединен с поршнем посредством шарнирного соединения, например, сферического, шток снабжен толкающей вилкой, соединенной со штоком посредством шарнирного соединения, толкающая вилка имеет не менее двух регулируемых упоров в виде полусфер для контакта с отделяемым отсеком, разнесенных симметрично относительно его центра масс, а в отсеке имеются гнезда для размещения полусфер упоров вилки, имеющие форму конических углублений.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий технический результат - снижается ударная нагрузка на отделяемый отсек (за счет улучшения условий закрепления), появляется возможность использования для отделения от ЛА отсеков различных типов (например, имеющих центрально расположенное сопло), повышается надежность отделения от ЛА отсека в заданном направлении, снижается масса устройства отделения отсека.
Предложенное техническое решение может найти применение в авиационно-космической технике для преимущественно беспилотных ЛА с разгонными и отделяемыми отсеками.
Система отделения отсека ЛА представлена на фиг.1…5.
На фиг.1 представлена схема системы отделения отсека ЛА. Упомянутая система отделения отсека 1 от летательного аппарата 2 состоит из устройства крепления, содержащего разрывные болты 3 и направляющие шпильки 4 и устройство отделения, содержащее баллон с газом 5, пироклапан (пусковое устройство) 6, пневмотолкатель 7 со штоком 8 и поршнем 9, продольная ось пневмотолкателя 7 совпадает с продольной осью отделяемого отсека 1, шток 8 пневмотолкателя 7 соединен с поршнем 9 посредством шарнирного соединения 10, например, сферического, и снабжен толкающей вилкой 11, соединенной со штоком посредством шарнирного соединения 12 и имеющей не менее двух регулируемых упоров 13 в виде полусфер для контакта с отделяемым отсеком 1, разнесенных симметрично относительно его центра масс, а в отсеке имеются гнезда 14 для размещения полусфер упоров вилки.
На фиг.2, фиг.3, фиг.4 и фиг.5 представлен общий вид системы отделения отсека. Отделяемый отсек 1 закреплен к корпусу ЛА 2 с помощью разрывных болтов 3 и направляющих шпилек 4 (условно показаны в одной плоскости). Регулируемые упоры 13, расположенные на вилке 11 установлены в гнезда 14. Упорные поверхности регулируемых упоров 13 имеют форму полусфер, а гнезда 14 имеют форму конических углублений, что обеспечивает компенсацию производственно-технологических неточностей установки отделяемого отсека 1 и устройства отделения в корпусе 2 ЛА. Шток 8 соединен с поршнем 9 с помощью сферического шарнирного соединения 10 и удерживается в гнезде шарнирного соединения фиксатором 15 (фиг.5). После закрепления отделяемого отсека 1 к корпусу ЛА 2 с помощью разрывных болтов 3 и направляющих шпилек 4 регулируемые упоры 13 затягиваются заданным моментом затяжки для исключения зазоров между упорами 13 и отделяемым отсеком 1 и люфтов в соединении толкающей вилки 11 со штоком 8 пневмотолкателя 7 и пневмотолкателя 7 с поршнем 9.
Предлагаемая на фиг.1-5, система отделения отсека летательного аппарата работает следующим образом. После срабатывания разрывных болтов 3 отделяемый отсек 1 освобождается от механической связи с ЛА 2. Одновременно поступает команда на пироклапан 6, который открывается и дает доступ сжатому газу из баллона 5 в пневмотолкатель 7. Под действием сжатого газа пневмотолкатель 7 срабатывает и шток 8 через упоры 13 вилки 11 отталкивает отделяемый отсек 1 от ЛА 2. В начальный момент отделяемый отсек движется по направляющим шпилькам 4, после схода с направляющих шпилек отделяемый отсек удерживается на упорах 13 толкающей вилки 11 в конусных гнездах 14, чем обеспечивается отделение отсека в заданном направлении. При этом за счет наличия шарнирного соединения 10 штока 8 с поршнем 9 исключаются поперечные нагрузки от воздействия внешних возмущений на шток 8.