СКЛАДНАЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Складная аэродинамическая поверхность из полимерного композиционного материала относится к складываемым аэродинамическим поверхностям беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Из уровня техники известно интегральное крыло из композиционного материала (патент US 6889937, дата приоритета 20.06.2002 г., МПК B29C 37/00). Интегральная конструкция аэродинамической поверхности получена за счет совместной полимеризации обшивки и силовых элементов крыла. Силовые элементы представляют собой набор отдельных лонжеронов, которые могут иметь разную форму.
Недостатком аналога является то, что нескладные крылья имеют большие габариты по сравнению со складными крыльями, вследствие чего, например, летательный аппарат с нескладными крыльями требует большего места для транспортирования и хранения, ухудшается маневренность и аэродинамические характеристики носителя.
Известно также складное крыло летательного аппарата (патент РФ №2336489, дата приоритета 19.06.2006 г., МПК F42B 10/14), которое содержит основание с выемкой, консоль и фиксаторы. Складное крыло ракеты изготовлено из металлических сплавов.
Недостатком прототипа является низкая технологичность процесса изготовления, как следствие, большая трудоемкость, и большой вес складного крыла летательного аппарата.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является складное крыло ракеты (патент РФ №2344364, дата приоритета 04.06.2007 г., МПК F42B 10/14). Корневая часть складного крыла ракеты, содержащего консоль, совместно с шарнирно соединенными с ней вкладышами размещена на корпусе ракеты. Складное крыло ракеты изготовлено из металлических сплавов.
Недостатком прототипа является большой набор разнотипных деталей сложной формы, как следствие, низкая технологичность изготовления и большая трудоемкость, а также большой вес складного крыла ракеты.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение технологичности процесса изготовления, снижение веса и улучшение аэродинамических характеристик за счет возможности изготовления складной поверхности с более точным соблюдением аэродинамического профиля.
Задача решается за счет того, что в предлагаемом техническом решении складная аэродинамическая поверхность из полимерного композиционного материала состоит из неподвижной части, закрепленной на корпусе ракеты, консоли, механизма раскладывания и средства фиксации в разложенном положении, при этом механизм раскладывания содержит кронштейн, к которому крепится консоль при помощи крепежных элементов и накладок в виде пластин, устанавливаемых на внешней поверхности консоли; при этом обтекатель неподвижной части и консоль изготовлены из полимерного композиционного материала; консоль выполнена по интегральной схеме и имеет коробчатый многостеночный лонжерон с двумя силовыми поясами и бортовую нервюру; причем фиксация консоли в сложенном положении обеспечена за счет средства фиксации, состоящего из заформованного в консоль стержня и крепежного элемента.
Предлагаемое техническое решение позволит повысить технологичность процесса изготовления, снизить вес и обеспечить более точный аэродинамической профиль складной поверхности по сравнению с поверхностями, изготовленными из металлических сплавов. Высокая прочность применяемых композиционных материалов позволяет выполнить консоль единой деталью, исключив целый набор отдельных, соединенных между собой, силовых элементов.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими материалами, где:
- на фиг.1 изображен общий вид варианта изготовления аэродинамической поверхности с механизмом раскладывания и узлом крепления аэродинамической поверхности к механизму раскладывания;
- на фиг.2 изображен продольный разрез узла крепления аэродинамической поверхности к механизму раскладывания.
Складная аэродинамическая поверхность состоит из неподвижной части 1, консоли 2, корпуса механизма раскладывания аэродинамической поверхности 3, кронштейна 4, накладок 5, крепежных элементов 6, штифта 7, средства фиксации 8.
Неподвижная часть 1 и корпус механизма раскладывания аэродинамической поверхности 3 закреплены на корпусе ракеты.
Механизм раскладывания аэродинамической поверхности состоит из корпуса механизма раскладывания аэродинамической поверхности 3, кронштейна 4, которые соединены между собой при помощи штифта 7, а также других элементов, обеспечивающих раскладывание консоли 2. Конкретная реализация механизма раскладывания аэродинамической поверхности не рассматривается в предлагаемом техническом решении, т.к. не имеет в данном случае принципиального значения.
Кронштейн 4 обеспечивает крепление консоли 2 к неподвижной части 1 и передает усилие от механизма раскладывания аэродинамической поверхности к консоли 2 для ее раскладывания.
Консоль 2 закреплена на кронштейне 4 при помощи накладок 5 в виде пластин и крепежных элементов 6 (болтов или винтов). Накладки 5 установлены на внешней поверхности консоли 2 и обеспечивают равномерную фиксацию консоли 2 к кронштейну 4.
Обтекатель неподвижной части 1 и консоль 2 изготовлены из углепластика по интегральной технологии, т.е. за один технологический переход, методом термосиликонового формования, который позволяет повысить прочностные характеристики.
Силовой набор консоли состоит из кронштейна 4, средства фиксации 8, лонжерона, продольных стенок и бортовой нервюры.
Консоль 2 выполнена по интегральной схеме и имеет коробчатый многостеночный лонжерон с двумя силовыми поясами и бортовую нервюру. Продольные стенки устанавливают для восприятия перерезывающих сил и нормальных сил от момента, действующего в плоскости хорд крыла.
Бортовая нервюра закреплена на лонжероне, позволяют закрыть пустое пространство между кронштейном 4 и обшивкой консоли 2 и воспринимает перерезывающие силы.
Фиксация консоли 2 в сложенном положении обеспечена средством фиксации 8, состоящим из стержня, который заформовывают при изготовлении консоли 2, и крепежного элемента. Средство фиксации 8 повышает изгибную и крутильную жесткость.
Складная аэродинамическая поверхность работает следующим образом. Производят пуск беспилотного летательного аппарата. Крепежный элемент средства фиксации в сложенном положении 8 освобождают от фиксации и при помощи механизма раскладывания аэродинамической поверхности консоль 2 приводят в рабочее положение и фиксируют в рабочем положении. Беспилотный летательный аппарат совершает летную программу.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет создать высокотехнологичную складную аэродинамическую поверхность с более точным профилем.
Предлагаемая полезная модель может найти широкое применение в области производства складных аэродинамических поверхностей для беспилотных летательных аппаратов.