МЕХАНИЗМ РАСКРЫТИЯ И СТОПОРЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РУЛЯ С ДВУМЯ ОСЯМИ СКЛАДЫВАНИЯ
OPENING AND LOCKING MECHANISM OF AERODYNAMIC RUDDER WITH TWO AXES OF FOLDING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА), а именно, к складываемым аэродинамическим поверхностям, механизмам их раскрытия и стопорения.
Уровень техники
Известен «Механизм раскрытия рулей и крыльев с одной или несколькими складывающимися секциями» (см. патент RU 2037133 С1, МПК F42B 10/14, опубл. 09.06.1995, патент утратил свое действие), выбранный в качестве аналога.
Механизм состоит из одной или нескольких складывающихся секций, шарнирно соединенных на осях, содержит пружину с опорной деталью, размещенных в корневой части руля или крыла, и соединительный элемент в виде троса, прикрепленного одним концом к опорной детали, другим - к периферийной секции. При этом трос огибает все оси шарнирных соединений складывающихся секций. Узел крепления троса выполнен в виде шариков, прикрепленных к его концам и размещенных в опорной детали, выполненной в виде чашечки, а также в отверстии с прорезью, образованных в периферийной складывающейся секции.
Раскрытие рулей и крыльев происходит под действием пружины сжатия, используемой в качестве механического привода. При раскрытии сохраняется равенство сил действующей пружины на секции, т.к. осуществляется на постоянном плече в каждом шарнирном соединении.
Недостатками аналога являются:
- малый момент раскрытия рулей и крыльев, что, в свою очередь, накладывает ограничения на применение механизма раскрытия при определенных условиях пуска, требующих большего момента раскрытия для преодоления противодействующих сил;
- отсутствие механизма фиксации рулей и крыльев в рабочем положении, вследствие чего не обеспечивается неподвижность аэродинамических поверхностей ЛА в рабочем положении, что является одним из главных параметров, влияющих на поддержание заданной траектории полета.
Также известен «Складной аэродинамический руль летательного аппарата» (см. заявка на патент RU 2018139298 А, 08.11.2018, МПК F42B 10/14, F42B 10/20), наиболее близкий к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа.
Сущность изобретения заключается в объединении механизмов раскрытия и стопорения поворотной части руля в единый механизм, расположенный компактно в теле конструкции, и обеспечивающий ей наилучшие аэродинамические характеристики и минимальный момент инерции относительно оси поворота для раскрытия руля.
Желаемый эффект достигается применением в конструкции механизма перемычки, которая соединяет фиксатор, являющийся стопором поворотной части, и шток, являющейся элементом раскрывающей части механизма.
Совместное поступательное движение фиксатора и серьги обеспечивает синхронную работу раскрывающей и стопорящей частей механизма.
Использование в качестве одного из элементов раскрытия руля источника газа высокого давления совместно с пружиной сжатия, позволяет получить значительный раскрывающий момент.
Недостатки прототипа:
- при одной оси складывания руля не всегда обеспечивается размещение ЛА в пусковом контейнере необходимых габаритов;
- одно сложение руля ограничивает число изделий, применяемое на одной пусковой установке.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат, который устраняет указанные выше недостатки, заключается в наличии двух осей складывания аэродинамической поверхности руля и использовании источника газа высокого давления, компактно размещенного в пилоне руля, в качестве привода.
Наличие двух осей складывания аэродинамической поверхности позволяет разместить ЛА в ограниченном пространстве пускового контейнера, а также разместить большее число ЛА на одной пусковой установке.
Кроме того, заявленная конструкция руля содержит механизм стопорения (фиксации) аэродинамического руля в рабочем положении.
Технический результат достигается тем, что в процессе раскрытия концевой панели, после перехода корневой панели в раскрытое (рабочее) положение, перемычка, установленная на штоке, совершает дополнительное поступательное движение, воздействуя на толкатель, который, в процессе прямолинейного перемещения, передает раскрывающий момент на ось, расположенную в корневой панели, связывающую через тягу механизм раскрытия с концевой панелью, способствуя ее раскрытию.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на Фиг. 1 показано размещение механизмов раскрытия и стопорения руля при рабочем положении аэродинамической поверхности, на Фиг. 2 показано поперечное сечение руля в рабочем положении и на Фиг. 3 - поперечное сечение руля при сложенном положении аэродинамической поверхности.
Механизм раскрытия и стопорения руля с двумя осями складывания включает: источник газа высокого давления 1, пружину 2, шток 3, серьгу 4, фиксатор 5, полуоси 6, штифт 7, обойму 8, накладку 9, пружину 10, толкатель 11, перемычку 12, ось 13, штифт 14, тягу 15, штифт 16, полуоси 17, фиксатор 18, пружину 19, пилон 20, корневую панель 21, концевую панель 22.
В пилоне 20 расположены: источник газа высокого давления 1, пружина 2, шток 3, фиксатор 5, пружина 10, толкатель 11, перемычка 12. Серьга 4 связывает механизм раскрытия с корневой панелью 21.
В корневой панели 21 расположены: штифт 7, обойма 8, накладка 9, ось 13, фиксатор 18, пружина 19. Полуоси 6 являются осью складывания корневой панели 21.
В концевой панели 22 расположены: тяга 15, штифт 16, полуоси 17, которые являются осью складывания концевой панели 22.
Осуществление изобретения
Корневая панель 21 переходит из сложенного положения в рабочее, являющееся продолжением пилона 20. Раскрытие корневой панели 21 осуществляется крутящим моментом вокруг полуосей 6, который создается силой источника газа высокого давления 1, действующей на шток 3, и передается на корневую панель 21 с помощью кривошипно-ползунного механизма (механической передачи), образованной серьгой 4 совместно со штоком 3. Фиксатор 18 под действием пружины 19 стопорит корневую панель 21 в рабочем положении.
Серьга 4 связана с обоймой 8 через штифт 7. После перехода корневой панели 21 из сложенного положения в рабочее, срезанная часть диаметра перемычки 12 проскальзывает в паз серьги 4. Перемычка 12 совершает дополнительное поступательное движение, воздействуя на толкатель 11. Толкатель 11, проходя через прорезь в накладке 9, передает раскрывающий момент на ось 13, которая связана с тягой 15 через штифт 14, тем самым способствуя раскрытию концевой панели 22.
Раскрытие концевой панели 22 осуществляется ее поворотом вокруг полуосей 17, передачей на концевую панель 22 раскрывающего момента с помощью кривошипно-ползунного механизма, образованного тягой 15, установленной на шарнирах. Тяга 15 фиксируется в концевой панели 22 штифтом 16. Стопорение концевой панели 22 в рабочем положении осуществляется фиксатором 18 под действием пружины 19. Пружина 2 при сложенном положении корневой панели 21 и концевой панели 22 подпирает шток 3 совместно с серьгой 4 для исключения биения концевой панели 22 о внутреннюю поверхность контейнера.