Механизм отклонения задней кромки крыла аэродинамической модели самолета

Полезная модель относится к области аэродинамики и может быть использована при исследованиях в аэродинамических трубах (АДТ) характеристик аэродинамических моделей (АДМ) самолетов.
Необходимым этапом разработки самолета является проведение экспериментальных исследований в АДТ для оценки его аэродинамических характеристик, характеристик устойчивости и управляемости, а также отработки на этой основе его аэродинамической компоновки.
В крупноразмерных аэродинамических моделях строительные высоты консолей крыла и органов управления позволяют размещать элементы навески и систем отклонения механизации внутри конструкции, без искажения внешней поверхности. Применение систем адаптивного изменения формы аэродинамической поверхности крыла способно обеспечить безщелевое отклонение органов управления, в широком диапазоне изменяя аэродинамические характеристики исследуемой аэродинамической компоновки и значительно сократив время на перестановку съемных элементов.
Одним из вариантов близким к предлагаемому техническому решению является изобретение «Система ручного управления самолета» (патент RU №2089447, МПК В64С 13/00, В64С 13/04, G05G 13/00, дата публикации 10.09.1997). Система содержит сервопривод, качалку, один конец которой шарнирно закреплен на неподвижной поверхности крыла или оперения, а другой конец выполнен в виде регулировочного механизма, взаимодействующего с регулируемой по длине тягой триммера.
Недостатком такого конструкторского решения является громоздкость механизма, так как двуплечая качалка и качалка-рычаг совершают вращательные движения в плоскости перпендикулярной оси поворота отклоняемой рулевой поверхности. Невозможно расположить аналогичный механизм отклонения внутри консоли крыла аэродинамической модели самолета из-за того, что габариты механизмов могут превышать габариты крыла в местах их размещения.
Аналогом является полезная модель «Механизм отклонения рулевой поверхности аэродинамической модели самолета» (патент RU №142186 МПК G01M 9/08, дата публикации 20.06.2014 г.), механизм отклонения рулевой поверхности аэродинамической модели самолета, содержит сервопривод, тяги, опору, вилку, рычаг, подвижно закрепленный на кронштейне, жестко установленном внутри поверхности крыла, прикреплен одним концом к тяге сервопривода, а вторым концом - к серьге, которая другим концом прикреплена к водилу, с закрепленными на нем толкателями, причем толкатели имеют возможность перемещения внутри проушин опоры, неподвижно закрепленной внутри поверхности крыла, кроме того один толкатель через вилку присоединен к тяге управления рулевой поверхностью.
Основным недостатком является то, что тяги и вилка располагались снаружи обшивки крыла (вилка под поверхностью элерона), таким образом, данный механизм не подходит для систем адаптивного изменения формы аэродинамической поверхности крыла, которое способно обеспечить безщелевое отклонение органов управления, для отклонения (поворота) хвостовой части крыла.
За прототип принята полезная модель «Механизм управления рулевой поверхностью аэродинамической модели самолета» (патент RU №183352, МПК G01M 9/08, дата публикации 18.09.2018 г.). Механизм управления рулевой поверхностью содержит сервопривод, установленный в канале консоли крыла, тяги, опору, вилку, качалку-рычаг, соединенную с отклоняемой рулевой поверхностью (элероном) и сервоприводом с помощью тяг и вилки. Сервопривод через шток перемещает тягу управления рулевой поверхностью, при этом обеспечивается возвратно-поступательное перемещение вилки и поворот на требуемый угол рулевой поверхности (элерона).
Основным недостатком является то, что тяги и вилка располагались снаружи обшивки крыла (вилка под поверхностью элерона), таким образом, данный механизм не подходит для систем адаптивного изменения формы аэродинамической поверхности крыла, которое способно обеспечить безщелевое отклонение органов управления, для отклонения (поворота) задней кромки крыла.
Задачей и техническим результатом создания полезной модели является разработка механизма отклонения (поворота) задней кромки крыла аэродинамической модели относительно оси, установленной на неподвижной опоре, размещенной в канале консоли крыла.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что механизм отклонения задней кромки крыла аэродинамической модели самолета относительно оси, установленной на неподвижной опоре, размещенной в канале консоли крыла, и содержащий основную тягу, дополнительно содержит закрепленный на лонжероне в канале консоли крыла поворотный вал с установленными на нем двумя ходовыми гайками с правой и левой резьбой, промежуточные тяги, соединенные одним концом с ходовыми гайками, а другим концом с основной тягой.
На фигуре 1 показана установка механизма отклонения задней кромки крыла в канале консоли крыла.
На фигуре 2 показана конструкция механизма отклонения задней кромки крыла на виде сверху.
На фигуре 3 показана конструкция механизма отклонения задней кромки крыла на виде с боку.
На фигурах 1, 2, 3 показана конструкция механизма, который состоит из следующих основных элементов: поворотного вала 2 с двумя ходовыми гайками 3,4 (одной с правой 3, второй с левой резьбой 4), расположенного на лонжероне 11 в канале консоли крыла 1. На ходовых гайках 3, 4 через две промежуточные тяги 7 закреплена основная тяга 5, основная тяга 5 шарнирно соединена с кронштейном 9 отклоняемой задней кромки 10 крыла, неподвижная опора 6, с осью 8 отклоняемой задней кромки 10 крыла, зафиксирована на лонжероне 11 в канале консоли крыла 1.
Работа механизма производится следующим образом: при повороте вала 2 по часовой стрелке, гайки 3 и 4 начинают движение вдоль оси Z (см. фиг. 2) в противоположные друг от друга стороны за счет разной резьбы, притягивая основную тягу 5 вдоль оси X (см. фиг. 2) при помощи промежуточных тяг 7, тяга 5 тянет за собой присоединенный к ней шарнирно кронштейн 9, который в свою очередь закреплен на неподвижной опоре 6 при помощи оси 8, поступательное движение основной тяги 5 перемещает кронштейн 9 и заставляет отклоняемый элемент заднюю кромки 10 крыла осуществить поворот по часовой стрелке вокруг установленной в неподвижной опоре 6 оси 8 (фигуры 1, 3), при повороте вала против часовой стрелки ходовые гайки 3,4 сходятся, отталкивают при помощи промежуточных тяг 7 основную тягу 5 вдоль оси X (см. фиг. 2), поступательное движение основной тяги 5 перемещает кронштейн 9 и заставляет отклоняемый элемент задней кромки 10 крыла осуществить поворот против часовой стрелки, относительно оси 8, установленной на неподвижной опоре 6 то есть возвращают отклоняемую заднюю кромку 10 крыла в исходное положение (фигура 3).
Создан механизм отклонения задней кромки крыла аэродинамической модели самолета, располагаемый внутри консоли крыла, позволяющий задней кромке крыла совершать поворот совершать поворот относительно оси, установленной на неподвижной опоре, размещенной в канале консоли крыла.
Механизм позволяет реализовать кинематику адаптивного изменения геометрического профиля задней кромки крыла с обеспечением необходимых запасов прочности для всех элементов кинематики.