ОПОРА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБТЕКАТЕЛЯ АНТЕНН НА САМОЛЕТЕ
AIRCRAFT ANTENNA ROTARY COWLING SUPPORT

Предполагаемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к самолетам дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО).
В ряде стран строятся и эксплуатируются самолеты с вращающимися и не вращающимися обтекателями антенн, и варианты их различны.
Для информации использованы изобретения: US 2980909 «Неподвижный обтекатель на пилоне с вращающейся внутри него антенной» H01Q 1/28, US 3656164 «Убирающаяся самолетная антенна с радиопрозрачным обтекателем для сканирования» H01Q 1/28,
US 3045236 «Вращающиеся обтекатели для самолета» НКИ 343-705,
US 3026516 «Вращающийся обтекатель на пилоне самолета»
НКИ 343-705, журнал «Итоги науки и техники». Авиастроение, Том 1 «Современные самолеты США и стран Западной Европы», Москва 1973 г., стр.80, 3.1.2. Самолет - летающий пункт командования ПВО США Boeing AWACS и Том 2 часть I, Москва 1976 г., стр.99.
Все эти обтекатели антенн в зависимости от назначения, места расположения, подвижности (вращения) или неподвижности относительно конструкции самолета, имеют различные варианты опор.
Так, например обтекатель US 3656164 H01Q 1/28, убирающийся в фюзеляж, опирается на опору в нише фюзеляжа с помощью механизма уборки шасси. Обтекатель US 3045236 НКИ 343-705 закреплен неподвижно на пилоне фюзеляжа за крыльями, а опорой, вращающейся в нем антенны, является вертикальный вал, который проходит через весь фюзеляж и закреплен в подшипниках на конструкции фюзеляжа. Вращающийся обтекатель US 3026516 НКИ 343-705 крепится своими двумя подшипниками на кольцевых пластинах на пилоне и в обшивке.
Все эти обтекатели отличаются по назначению и конструкции, и имеют свои недостатки по заделке подшипников на пластинах (панелях фюзеляжа), на фермах (звеньях) механизма уборки и др., которые не надежны.
Близким по назначению и конструкции является «Вращающийся обтекатель для самолета» US №3045236 НКИ 343-705, где антенна размещается внутри обтекателя неподвижно относительно обтекателя. Обтекатель вращается вместе с антенной, закрепленный на валу, который вращается в подшипниках, установленных в нижней части фюзеляжа на полу, в верхней части фюзеляжа (в панели верхней обшивки) и в пилоне.
Вал, жестко закрепленный в обтекателе, приводится в движение двигателем и передаточными элементами, обеспечивающими вращение обтекателя вместе с закрепленной в нем антенной. Это изобретение может быть принято за аналог, но в нем обтекатель опирается на один пилон.
Так как предлагаемая опора обтекателя крепится к фюзеляжу на двух пилонах, то она наиболее сходна с конструкцией, описанной в журнале «Итоги науки и техники». Авиастроение, Том 1 Современные самолеты США и стран Западной Европы, Москва, 1973 г., стр.80.
На самолет Боинг 707-320В установлен над фюзеляжем за крылом на двух пилонах вращающийся обтекатель антенны. Диаметр обтекателя 9,14 м, толщина 1,8 м со скоростью вращения 6 об/мин.
Этот самолет с вращающимся обтекателем антенн, опирающимся на два пилона и принимается за прототип.
Указанный обтекатель, как и ранее перечисленные, имеет недостатки в конструкции опоры обтекателя в части передачи значительных сил (250-300 тонн в нашем случае) от обтекателя через механизм вращения на пилоны.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение ресурса опоры и соединений в системе «обтекатель-опора-пилоны», снижение веса при компактности и минимальных габаритах конструкции, технологичность изготовления, сборки, удобство осмотра и обслуживания.
Технический результат достигается предлагаемой схемой интегральной конструкции опоры вращающегося обтекателя антенн, установленного на двух пилонах на фюзеляже самолета.
Опора вращающегося обтекателя, содержащая механизм вращения, выполнена из шести балок, расположенных в объеме обтекателя и объединенных в цельную конструкцию соединениями концов балок между собой и одновременно с лонжеронами пилонов, образуя своими верхними полками плоскость для соединения с механизмом вращения обтекателя, а нижними полками - поверхность, вписанную в обводы обтекателя.
Нижние полки балок соединены угловыми кницами, образующими внутренними кромками окантовку эксплуатационного люка. Ребра жесткости боковых наружных и внутренних балок соединены попарно между собой силовыми накладками. Выпущенные за контур обтекателя полки этих балок соединены с элементами конструкции панелей пилонов. Между балками и круглым отверстием в обтекателе с зазором от его кромок установлена зашивка, состоящая из четырех сегментных съемных панелей.
Предлагаемая схема интегральной конструкции объединяет все элементы в одно целое - опору с равномерным распределением нагрузок на элементы конструкции и на соединения с механизмом вращения обтекателя с пилонами.
Сопоставительный анализ предполагаемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что оно обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами, где:
на фиг.1 показана модель самолета с обтекателем антенн на пилонах;
на фиг.2 показан вид по полету на раму опорную;
на фиг.3 показан вид сверху на раму опорную;
на фиг.4 показан вид сверху на опору с разрезом продольной горизонтальной плоскостью (сечение А-А);
на фиг.5 показана модель общего вида обтекателя на опоре с поперечным разрезом по оси симметрии обтекателя;
на фиг.6 показана модель опоры с поперечным разрезом и видом на лонжероны пилонов;
на фиг.7 показана модель опоры на пилонах с поперечным разрезом по оси симметрии обтекателя;
на фиг.8 показан вид на полки балки боковой;
на фиг.9 показана модель с видом на опору сверху;
на фиг.10 показана модель с видом на опору, установленную на пилонах с зашивкой по кругу и зализами пилонов;
на фиг.11 показана модель с видом на опору и механизм вращения.
Предлагаемая конструкция опоры обтекателя на самолете представляет собой силовое основание, опирающееся на два пилона и состоящее из шести основных элементов - балок: передней балки 1, боковых наружных балок 2 и 3, внутренних балок 4 и 5 и задней балки 6. Балки соединены между собой концами, образующими углы рамы, где они соединены еще с четырьмя лонжеронами пилонов. Лонжероны передние: левый 7 и правый 8, задние 9 и 10.
Количество балок определяется целесообразностью распределения нагрузок. Так, передняя балка 1, опирающаяся по концам на лонжероны 7 и 8, расположена между пилонами 11 и 12. Стенка передней балки 1 сопрягается со стенками лонжеронов 7 и 8, соединяется с ними болтами, кроме этого ребра жесткости передней балки 1 соединяются с полками этих лонжеронов. Так же задняя балка 6 соединяется с задними лонжеронами 9 и 10. Боковые балки 2 и 3 своими концами входят в полость между полками лонжеронов 7, 8, 9 и 10, их стенки соединяются с полками лонжеронов, а их полки соединяются: нижние - с ребром на стенке лонжерона, а верхние полки - с верхней полкой передней балки 1. Стенки боковых балок 2 и 3 по направлению являются продолжением панелей 13, 14, 15 и 16 пилонов. Наружные боковые балки 2 и 3 стыкуются с наружными панелями пилонов 13 и 16, а внутренние боковые балки 4 и 5 соответственно с внутренними панелями пилонов 14 и 15.
Стенки и полки боковых балок 2 и 3 подкреплены ребрами жесткости 17, которые расположены на боковых балках 2 и 3 по осям стрингеров панелей пилонов 13, 14, 15 и 16, замыкая тем самым вертикальные силы между лонжеронами 7, 8, 9 и 10 на элементы конструкции панелей пилонов. На фиг.6 хорошо видно сопряжение стенок лонжеронов 7, 8, 9, 10 со стенками передней балки 1. Внутренние полки лонжеронов 7, 8 сопрягаются со стенками внутренних балок 4, 5 и с ребрами передней 1 и задней 6 балок.
Верхние полки наружных 2, 3 и внутренних 4, 5 боковых балок подфрезерованы и сопрягаются снизу изнутри с полками передней 1 и задней 6 балок.
В верхних полках передней 1, задней 6 и внутренних боковых балок 4, 5, верхняя поверхность которых выполнена как плоскость сопряжения с подшипником механизма вращения обтекателя (фиг.11), имеются отверстия 18 под болты крепления с подшипником механизма вращения обтекателя.
Внутренние ребра боковых балок наружных 2, 3 и внутренних 4, 5 соединены между собой (попарно) силовыми накладками 19, способными часть нагрузки, приходящейся на внутренние балки 4, 5 от подшипника передать на наружные балки 2, 3. Затем, через соединительные элементы (полки балки соединены с панелями, фиг.8) передать эту нагрузку на наружные панели 13 и 16 пилонов.
Расширения верхних полок внутренних боковых балок 4 и 5, а также передней балки 1 и задней балки 6 в углах, создают жесткость, способную не допустить перекосов всей рамы.
По нижней поверхности опоры в углах между нижними полками балок 1, 4, 5, 6 установлены силовые кницы 20, которые закрепляются на нижних полках балок и образуют окантовку эксплуатационного люка, закрываемого крышкой 21, которая запирается замками 22 (например, ОСТ 1 13723-80).
В крышке люка выполнены отверстия для воздухозаборника вентиляции обтекателя.
Опора обтекателя, имея минимальные размеры, определенные габаритами механизма вращения обтекателя и прочностью, выполнена как рациональная интегральная конструкция, компактная и способная выдерживать высокие знакопеременные нагрузки при минимальном весе и обеспечивать при этом заданный высокий ресурс летательного аппарата.
Опора универсальна для установки на нее аналогичных обтекателей и даже для перевозки закрепленных на ней грузов, летательных аппаратов, ракет и др. космической техники.
Конструкция предлагаемой опоры обеспечивает удобство осмотра и обслуживания механизма вращения, его привода, волноводов и других коммуникаций, а также осмотра и контроля креплений, болтовых соединений и целостности силовых элементов конструкции. Для этого предусмотрены разъемные соединения быстросъемных панелей зашивки 23, установленных на замках 22. Панели зашивки 23 выполнены по нижнему обводу обтекателя и установлены с зазором между неподвижной опорой и кромкой (по кругу) вращающегося обтекателя.
Отмеченные отличительные признаки опоры обеспечивают эффективную работу вращающегося обтекателя антенн на самолете, снижение веса при компактности и минимальных габаритах конструкции, технологичность изготовления, сборки и обслуживания.
Соединение опоры с пилонами, закрытое обтекаемыми зализами 24 и 25, обеспечивает минимальные аэродинамические потери.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции опоры вращающегося обтекателя антенн выражается в рациональности интегральной схемы конструкции, размеры элементов и их распределение в зависимости от нагрузки, обеспечивают гарантированную прочность и высокий ресурс, снижении веса, простоте и высокой технологичности изготовления входящих в нее деталей и сборки, в удобстве эксплуатации, компактности и удобстве монтажа-демонтажа коммуникаций и самого обтекателя.