Узел стыковки отсеков

Полезная модель относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки отсеков летательных аппаратов.
Известен узел стыковки отсеков ракеты патент RU 2107252, содержащий фланцы стыкуемых отсеков, при этом фланец одного из отсеков выполнен съемным и установлен в отсеке с помощью пружинных колец с возможностью проворота относительно продольной оси, шпильки, гайки, герметизирующее уплотнение.
Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства являются следующие: узел содержит фланцы стыкуемых отсеков и герметизирующее уплотнение, при этом один из фланцев установлен в отсеке с возможностью проворота относительно продольной оси.
Особенностью известного стыка - прототипа является то, что этот узел стыковки отсеков ракеты не обеспечивает возможность быстрой стыковки и расстыковки отсеков и отсутствие стопорения, поворотного относительно продольной оси фланца, которое может привести к повороту отсеков относительно друг друга в условиях вибрационного нагружения.
Предлагаемое решение компенсирует эти недостатки.
Для достижения названного технического результата в узле стыковки отсеков имеются: фланцы стыкуемых отсеков и герметизирующее уплотнение, при этом один из фланцев установлен в отсеке с возможностью проворота относительно продольной оси, стыкуемые части отсеков выполнены в виде силовых шпангоутов, а фланец с возможностью проворота относительно продольной оси установлен на один из шпангоутов, и выполнен в виде диска с распределенными по диаметру захватами, имеющими контактные поверхности, выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, и зафиксированного от перемещения в направлении продольной оси полкой шпангоута и ограничителями, установленными в шпангоут через концентричные, ограничивающие диапазон вращения вырезы в диске, при этом на одном из ограничителей выполнен цилиндрический выступ, входящий при упоре привалочных поверхностей шпангоутов в направленный к продольной оси овальный вырез, выполненный во втором шпангоуте, фиксирующий поворот шпангоутов относительно друг друга, зубчатый замок, корпус которого установлен в выполненный в шпангоуте вырез, а фиксирующий сухарик замка заходит в вырез, выполненный в диске, с возможностью фиксации установленного повернутого положения диска, и установленные напротив захватов диска, на параллельную плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, опорную поверхность второго шпангоута ползуны, с возможностью перемещения в направлении вращения диска, выполненные на ползунах захваты, направленные навстречу захватам диска и проходящие через вырезы в опорной поверхности второго шпангоута, имеющие контактные поверхности, выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, с возможностью упора на контактные поверхности захватов диска при его вращении, установленные на втором шпангоуте пружины, с упором на вращающиеся ролики, установленные на ползунах, поджимающие ползуны в крайнее положение, в направлении, противоположном направлению захватов диска, до ограничительных выступов, выполненных на втором шпангоуте, а также качалки, установленные одной стороной на осях поворота во втором шпангоуте, и другой стороной через овальные вырезы в плавающие гайки, через которые проходят регулирующие болты, установленные перпендикулярно через поверхность второго шпангоута, и зафиксированные от осевого перемещения фиксирующими гайками, с возможностью фиксации ползунов от перемещения в направлении захватов диска при упоре наклонных поверхностей качалок, за счет вращения регулирующих болтов, на выполненные в ползунах выступы.
Отличительным признаком предлагаемого узла стыковки отсеков является то, что стыкуемые части отсеков выполнены в виде силовых шпангоутов, а фланец с возможностью проворота относительно продольной оси установлен на один из шпангоутов, и выполнен в виде диска с распределенными по диаметру захватами, имеющими контактные поверхности, выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, и зафиксированного от перемещения в направлении продольной оси полкой шпангоута и ограничителями, установленными в шпангоут через концентричные, ограничивающие диапазон вращения вырезы в диске, при этом на одном из ограничителей выполнен цилиндрический выступ, входящий при упоре привалочных поверхностей шпангоутов в направленный к продольной оси овальный вырез, выполненный во втором шпангоуте, фиксирующий поворот шпангоутов относительно друг друга, зубчатый замок, корпус которого установлен в выполненный в шпангоуте вырез, а фиксирующий сухарик замка заходит в вырез, выполненный в диске, с возможностью фиксации установленного повернутого положения диска, и установленные напротив захватов диска, на параллельную плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, опорную поверхность второго шпангоута ползуны, с возможностью перемещения в направлении вращения диска, выполненные на ползунах захваты, направленные навстречу захватам диска и проходящие через вырезы в опорной поверхности второго шпангоута, имеющие контактные поверхности, выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей шпангоутов, с возможностью упора на контактные поверхности захватов диска при его вращении, установленные на втором шпангоуте пружины, с упором на вращающиеся ролики, установленные на ползунах, поджимающие ползуны в крайнее положение, в направлении, противоположном направлению захватов диска, до ограничительных выступов, выполненных на втором шпангоуте, а также качалки, установленные одной стороной на осях поворота во втором шпангоуте, и другой стороной через овальные вырезы в плавающие гайки, через которые проходят регулирующие болты, установленные перпендикулярно через поверхность второго шпангоута, и зафиксированные от осевого перемещения фиксирующими гайками, с возможностью фиксации ползунов от перемещения в направлении захватов диска при упоре наклонных поверхностей качалок, за счет вращения регулирующих болтов, на выполненные в ползунах выступы.
Благодаря наличию отличительных признаков в совокупности с известными достигается значительное уменьшение времени стыковки и расстыковки отсеков, а также благодаря ограничителю с цилиндрическим выступом, исключается возможность поворота отсеков относительно друг друга при вибрационном нагружении.
Данное техническое решение может найти применение в качестве узла стыковки отсеков летательных аппаратов.
Полезная модель поясняется фиг. 1-7.
На фиг. 1 представлен узел стыковки отсеков в состыкованном состоянии в изометрии.
На фиг. 2 представлен один из шпангоутов в изометрии.
На фиг. 3 представлен второй шпангоут в изометрии.
На фиг. 4 представлен вид спереди на узел стыковки отсеков в состыкованном состоянии.
На фиг. 5, сечение А-А (фиг. 4), представлен упор контактных поверхностей захватов диска и ползуна в состыкованном состоянии отсеков, и крайнее открытое положение диска в расстыкованном состоянии отсеков, в сечении перпендикулярном радиусу, проведенному из продольной оси.
На фиг. 6, сечение Б-Б (фиг. 4), представлен упор контактных поверхностей захватов диска и ползуна в состыкованном состоянии отсеков, в сечении, проходящем через продольную ось.
На фиг. 7, выносной элемент В (фиг. 4), представлен вид спереди на один из ползунов.
Узел стыковки отсеков содержит силовые шпангоуты 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 5, фиг. 6) и 2 (фиг. 1, фиг. 3, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) с привалочными поверхностями 3 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 5, фиг. 6) и герметизирующее уплотнение 4 (фиг. 6), при этом шпангоут 1 снабжен поворачивающимся относительно продольной оси диском 5 (фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6), на котором распределены по диаметру захваты 6 (фиг. 2, фиг. 5, фиг. 6), имеющие контактные поверхности 7 (фиг. 5, фиг. 6), выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей 3 шпангоутов 1 и 2, зафиксированным от перемещения в направлении продольной оси полкой 8 (фиг. 5, фиг. 6) шпангоута 1 и ограничителями 9 (фиг. 2, фиг. 5, фиг. 6), установленными в шпангоут 1 через концентричные, ограничивающие диапазон вращения вырезы в диске 5, при этом на одном из ограничителей 9 выполнен цилиндрический выступ 10 (фиг. 4, фиг. 6), входящий при упоре привалочных поверхностей 3 шпангоутов 1 и 2 в направленный к продольной оси овальный вырез, выполненный в шпангоуте 2, фиксирующий поворот шпангоутов 1 и 2 относительно друг друга, зубчатый замок 11 (фиг. 2), корпус 12 (фиг. 4) которого установлен в выполненный в шпангоуте 1 вырез, а фиксирующий сухарик 13 (фиг. 4) зубчатого замка 11 заходит в вырез, выполненный в диске 5, с возможностью фиксации установленного повернутого положения диска 5, и установленные напротив захватов 6 диска 5, на параллельную плоскости привалочных поверхностей 3 шпангоутов 1 и 2, опорную поверхность 14 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) шпангоута 2 ползуны 15 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7), с возможностью перемещения в направлении вращения диска 5, выполненные на ползунах 15 захваты 16 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 6), направленные навстречу захватам 6 диска 5 и проходящие через вырезы в опорной поверхности 14 шпангоута 2, имеющие контактные поверхности 17 (фиг. 5, фиг. 6), выполненные под углом, не превышающим угол трения, к плоскости привалочных поверхностей 3 шпангоутов 1 и 2, с возможностью упора на контактные поверхности 7 захватов 6 диска 5 при его вращении, установленные на шпангоуте 2 пружины 18 (фиг. 7), с упором на вращающиеся ролики 19 (фиг. 7), установленные на ползунах 15, поджимающие ползуны 15 в крайнее положение, в направлении, противоположном направлению захватов 6 диска 5, до ограничительных выступов 20 (фиг. 5, фиг. 7), выполненных на шпангоуте 2, а также качалки 21 (фиг. 5, фиг. 7), установленные одной стороной на осях поворота 22 (фиг. 5, фиг. 7) в шпангоуте 2, и другой стороной через овальные вырезы в плавающие гайки 23 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7), через которые проходят регулирующие болты 24 (фиг. 3, фиг. 6), установленные перпендикулярно через поверхность шпангоута 2, и зафиксированные от осевого перемещения фиксирующими гайками 25 (фиг. 6, фиг. 7), с возможностью фиксации ползунов 15 от перемещения в направлении захватов 6 диска 5 при упоре наклонных поверхностей качалок 21, за счет вращения регулирующих болтов 24, на выполненные в ползунах 15 выступы 26.
Стыковка отсеков происходит следующим образом: перед стыковкой шпангоутов 1 и 2 из шпангоута 1 извлекается корпус 12 зубчатого замка 11 и фиксирующий сухарик 13.
Через вырез для корпуса 12 зубчатого замка 11, выполненный в шпангоуте 1, за вырез, выполненный в диске 5 для установки фиксирующего сухарика 13, диск 5 поворачивается в крайнее открытое положение, обеспечивающее при стыковке шпангоутов 1 и 2 с совпадением цилиндрического выступа 10, выполненного на одном из ограничителей 9, с направленным к продольной оси овальным вырезом, выполненным в шпангоуте 2, заход захватов 6 диска 5 в вырезы в опорной поверхности 14 шпангоута 2 на расстоянии от захватов 16 ползунов 15.
После поворота диска 5 в крайнее открытое положение, выполняется стыковка шпангоутов 1 и 2 с совпадением цилиндрического выступа 10, выполненного на одном из ограничителей 9, с направленным к продольной оси овальным вырезом, выполненным в шпангоуте 2.
Далее стыковка отсеков проводится двумя способами, зависящими от условия - первая стыковка или повторная стыковка:
Первая стыковка отсеков, с регулировкой ползунов 15, необходимой для компенсации допусков на изготовление деталей: после стыковки шпангоутов 1 и 2, через вырез для корпуса 12 зубчатого замка 11, выполненный в шпангоуте 1, за вырез, выполненный в диске 5 для установки фиксирующего сухарика 13, диск 5 поворачивается в обратном, крайнему открытому положению, направлении на расчетный угол α, при котором обеспечивается касание контактных поверхностей 7 всех захватов 6 диска 5 с контактными поверхностями 17 захватов 16 всех ползунов 15, при этом каждый отдельный ползун 15, поджатый, через установленный на него вращающийся ролик 19, пружиной 18, установленной на шпангоуте 2, сдвигается от ограничительных выступов 20, выполненных на шпангоуте 2, на определенное расстояние, зависящее от точности изготовления диска 5 и каждого отдельного ползуна 15. После поворота диска 5 на расчетный угол α, качалки 21, установленные одной стороной на осях поворота 22 в шпангоуте 2, и другой стороной через овальные вырезы в плавающие гайки 23, через которые проходят регулирующие болты 24, установленные перпендикулярно через поверхность шпангоута 2, и зафиксированные от осевого перемещения фиксирующими гайками 25, фиксируют ползуны 15 от перемещения в направлении захватов 6 диска 5 упираясь наклонными поверхностями качалок 21, за счет вращения регулирующих болтов 24, на выполненные в ползунах 15 выступы 26. После фиксации ползунов 15, диск 5 доворачивается в обратном, крайнему открытому положению, направлении до достижения расчетного момента, обеспечивая равномерное распределение прижатия по привалочным поверхностям 3 шпангоутов 1 и 2. После достижения расчетного момента при повороте диска 5, в вырез, выполненный в диске 5, устанавливается фиксирующий сухарик 13, а в вырез, выполненный в шпангоуте, устанавливается корпус 12 зубчатого замка 11, фиксируя диск 5 от поворота относительно продольной оси.
Повторная стыковка отсеков, без регулировки ползунов: после стыковки шпангоутов 1 и 2, через вырез для корпуса 12 зубчатого замка 11, выполненный в шпангоуте 1, за вырез, выполненный в диске 5 для установки фиксирующего сухарика 13, диск 5 поворачивается в обратном, крайнему открытому положению, направлении до достижения расчетного момента, обеспечивая равномерное распределение прижатия по привалочным поверхностям 3 шпангоутов 1 и 2. После достижения расчетного момента при повороте диска 5, в вырез, выполненный в диске 5, устанавливается фиксирующий сухарик 13, а в вырез, выполненный в шпангоуте, устанавливается корпус 12 зубчатого замка 11, фиксируя диск 5 от поворота относительно продольной оси.