УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВОГО ПИЛОНА
AIRCRAFT ENGINE PYLON

Изобретение относится к авиации, в частности к средствам крепления подвесных агрегатов под крыло самолета.
Известно решение по патенту США №7422178, которое предназначено для крепления подвесных агрегатов (пилонов) под крыло самолета, изготовленное из композитных материалов. Известное решение состоит из отверстия в крыле и вставленных в него силовых элементов, разъемно соединенных друг с другом и выполненных в виде двух втулок и закрепляемого элемента. Верхняя втулка имеет головку некруглой формы. На верхней поверхности крыла в отверстии выполнена выемка под головку верхней втулки, форма которой препятствует провороту головки верхней втулки. Нижняя втулка коаксиальна оси верхней втулки и имеет головку внизу. На нижней поверхности крыла имеется выемка под головку нижней втулки. Нижняя часть верхней втулки снабжена наружной резьбой, а нижняя втулка имеет ответную внутреннюю резьбу. Закрепляемый элемент (к которому крепится непосредственно пилон) установлен соосно втулкам и снабжен двумя участками наружной резьбы: один участок соединяется с ответной внутренней резьбой верхней втулки, другой - с ответной внутренней резьбой нижней втулки. Это соединение позволяет распределить механическую нагрузку на три резьбовых соединения. Однако это приводит к тому, что изготовление деталей такого узла крепления требует наличия специального оборудования и, даже при его наличии, трудоемко.
Известно устройство для крепления подвесного контейнера к крылу самолета, описанное в RU2058913, которое содержит силовой элемент, закрепляемый втулкой в выполненом в крыле установочном отверстии с втулкой, снабженной отверстием для болта, болт с головкой, гайку для закрепления силового элемента. Втулка выполнена с профилированной выемкой, а форма головки болта соответствует форме профилированной выемки втулки. Точнее - головка болта выполнена в виде скобы, форма которой препятствует повороту головки болта в выемке втулки. Отверстие для болта во втулке имеет обычную круглую форму для прохождения только цилиндрической части болта. Силовой элемент выполнен с отверстием для болта (точнее - для его цилиндрической части, но не головки) и с опорной площадкой снизу для гайки. Поскольку головка болта не может пройти в эти отверстия во втулке и силовом элементе, болт может быть вставлен во втулку только сверху. Поэтому недостатком этого решения является необходимость обеспечения доступа к узлу крепления сверху, т.е. выполнение действий в том числе и на верхней поверхности крыла.
Наиболее близким решением является узел подвески агрегата, описанный в [«Пусковые установки ракетного вооружения летательных аппаратов». Под. ред. В.А.Раца, Издание Военно-воздушной академии им. проф. Н.Е.Жуковского, 2006 г., стр.233-234, рис.5.22 и 5.24]. Известный узел подвески содержит силовой элемент (шкворень), снабженный цилиндрическими поясами, соответствующими цилиндрическим посадочным местам сквозного установочного отверстия в крыле самолета. Это отверстие закрыто сверху крышкой заподлицо с верхней поверхностью крыла. В отверстии установлена втулка у верхней поверхности крыла. Силовой элемент выполнен с резьбой на его верхнем конце. Имеется гайка для закрепления силового элемента относительно крыла, причем гайка накручивается на резьбу силового элемента с верхней стороны крыла. Имеются средство для предотвращения раскручивания этой гайки, выполненное в виде контргайки, и распорный элемент (распорная втулка).
Последовательность сборки этой конструкции такова: снизу под крыло подводят силовой элемент так, чтобы его верхний конец с резьбой прошел через установочное отверстие, в том числе через отверстие втулки, затем со стороны верхней поверхности крыла подносят гайку и накручивают на резьбу силового элемента. После этого закрывают установочное отверстие крышкой. Разборку узла осуществляют в обратном порядке. То есть для обслуживания узла подвески в процессе эксплуатации самолета необходимо иметь доступ к крышке на верхней поверхности крыла и выполнять действия на верхней поверхности, что создает возможность порчи этой поверхности и нарушения ее аэродинамических качеств.
Задачей изобретения является предотвращение повреждения верхней поверхности крыла в процессе эксплуатационного обслуживания самолета при креплении подвесных агрегатов под крыло, сделанное из композитного материала, путем исключения каких-либо действий на этой поверхности.
Технический результат заключается в обеспечении возможности крепления подвесных агрегатов (пилонов) под крыло самолета, в том числе изготовленного из композитного материала, без механического воздействия на поверхность крыла, в том числе верхнюю.
Технический результат достигается с помощью устройства для крепления грузового пилона к крылу самолета, содержащего силовой элемент, закрепляемый в выполненном в крыле установочном отверстии с втулкой, гайку для закрепления силового элемента, средство для предотвращения раскручивания гайки, отличающегося тем, что устройство дополнительно снабжено болтом с головкой, втулка выполнена с профилированным отверстием, при этом форма головки болта соответствует форме профилированного отверстия втулки, а силовой элемент выполнен с отверстием для болта и с опорной площадкой снизу для упомянутой гайки.
Установочное отверстие может быть снабжено крышкой, установленной заподлицо с верхней поверхностью крыла.
Болт может быть выполнен с продольным отверстием с резьбой и имеется распорный элемент, выполненный в виде стержня с наружной резьбой, соответствующей резьбе внутреннего отверстия болта.
Средство для предотвращения раскручивания гайки может включать горизонтальное гнездо в силовом элементе, вставленный в гнездо подпружиненный шток и боковую спрофилированную поверхность гайки, взаимодействующую со штоком.
Установочное отверстие может быть выполнено с цилиндрическими посадочными местами, а силовой элемент снабжен ответными цилиндрическими поясами.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство в разрезе; фиг.2 поясняет взаимодействие болта и втулки; на фиг.3 в увеличенном масштабе изображен элемент устройства гайка.
Устройство для крепления грузового пилона к крылу самолета содержит (см. фиг.1) силовой элемент 1, к которому тем или иным образом прикрепляют различные подвесные агрегаты. Его закрепляют в установочном отверстии 21, выполненном в крыле, в частности, в стакане 15, который является частью отверстия 21 и жестко соединен с силовым каркасом крыла. Силовой элемент 1 снабжен цилиндрическими поясами, а стакан 15 выполнен с ответными цилиндрическими посадочными местами 2 и 3 для предотвращения шатания пилона.
Сверху отверстие 21 закрыто крышкой 17, установленной заподлицо с верхней поверхностью крыла, что позволяет не ухудшать аэродинамические свойства поверхности.
В отверстии 21 имеется втулка 16, которая закреплена в стакане 15 под крышкой 17. Втулка 16 выполнена с профилированным отверстием. Устройство дополнительно снабжено болтом 7 с головкой, форма которой соответствует форме профилированного отверстия втулки 16. Формы профилированного отверстия втулки 16 и головки болта 7 подобраны таким образом, что можно вставить головку болта 7 в отверстие втулки 16 при определенной ориентации болта 7 относительно втулки 16, но при другой ориентации болта 7 прохождению головки болта 7 через отверстие втулки 16 невозможно (см. фиг.2). Например, форма головки болта 7 может быть такой, что на головке болта 7 выполнены лыски 19.
Болт 7 выполнен с продольным отверстием 18 с резьбой 9 на некотором участке этого отверстия. Имеется распорный элемент (фиксатор) 8, выполненный в виде стержня с наружной резьбой, соответствующей резьбе 9 отверстия 18. На нижнем торце распорного элемента 8 имеется прорезь под отвертку. В собранном состоянии устройства распорный элемент 8 упирается в крышку 17 и прижимает болт 7 к втулке 16, тем самым фиксируя болт 7 от перемещения вдоль оси и от проворота.
Силовой элемент 1 выполнен со сквозным отверстием 4 для болта 7. Болт 7 снизу снабжен наружной резьбой 10, которая выступает из отверстия 4 силового элемента 1 в собранном состоянии устройства.
Устройство содержит гайку 11 для закрепления силового элемента 1. Внутренняя резьба 20 гайки 11 соответствует наружной резьбе 10 болта 7. Силовой элемент 1 снизу выполнен с опорной площадкой 5, перпендикулярной оси отверстия 4 и расположенной по нижнему краю отверстия 4, т.е. площадка 5 предназначена для упора гайки 11. В нижней части гайки 11 выполнено место 12 под ключ.
Устройство содержит также средство для предотвращения раскручивания гайки 11. Оно включает горизонтальное гнездо 6 в силовом элементе 1 в области установки гайки 11, подпружиненный шток 14, вставленный в гнездо 6, и боковую спрофилированную поверхность 13 гайки 11, взаимодействующую со штоком 14 (см. фиг.3). Наконечник штока 14 выполнен сферическим.
Поверхность 13 спрофилирована для предотвращения раскручивания гайки 11 при взаимодействии поверхности 13 гайки 11 со штоком 14. Это обеспечивается за счет различных углов граней профиля. Те грани поверхности 13, которые взаимодействуют со штоком 14 при раскручивании гайки 11, ориентированы под углом менее 45° к радиусу в точке касания штоком 14 поверхности 13. При попытке вращения гайки 11 в направлении раскручивания усилие, прилагаемое к наконечнику штока 14, не может поджать пружину штока 14 и позволить штоку 14 переместиться. Те грани поверхности 13, которые взаимодействуют со штоком 14 при закручивании гайки 11, ориентированы под углом, незначительно меньшим 90° к радиусу в точке касания штоком 14 поверхности 13. Поэтому усилие, прилагаемое к штоку 14 при закручивании гайки 11, передается штоку 14 и позволяет поджать его пружину и тем самым позволяет гайке 11 прокрутиться. Таким образом, свободное вращение гайки 11 возможно только в направлении ее закручивания.
Установка и взаимодействие элементов устройства происходит следующим образом.
Снизу в установочное отверстие 21 вставляют болт 7 головкой вверх, ориентируя в соответствии с профилем отверстия втулки 16, чтобы головка болта 7 могла пройти через профилированное отверстие втулки 16, после чего болт 7 поворачивают. Например, если болт 7 выполнен с лысками 19, его сначала ориентируют так, что лыски 19 параллельны краям отверстия втулки 16, затем поворачивают на 90° (см. фиг.2).
Вставляют фиксатор 8 в отверстие 18 болта 7 и вкручивают фиксатор 8 с помощью отвертки по резьбе 9 болта 7 до упора фиксатора 8 в крышку 17. Когда фиксатор 8 упирается в крышку 17, а головка болта 7 опирается на поверхность втулки 16, перемещение болта 7 вдоль вертикальной оси невозможно.
Затем снизу в стакан 15 устанавливают шкворень 1, совмещая цилиндрические посадочные места 2 и 3 с ответными цилиндрическими поясами силового элемента 1, и удерживают в этом положении. При этом резьбовая часть 10 болта 7 выходит через отверстие 4 в зоне опорной площадки 5 на корпусе шкворня 1.
Снизу с помощью торцового ключа заводят гайку 11, помещенную по посадочному месту 12 на ключ, и наворачивают резьбу 20 гайки 11 на резьбу 10 болта 7, пока гайка 11 не упрется в опорную площадку 5 силового элемента 1.
Стопорение гайки 11 осуществляется автоматически. Сферический наконечник подпружиненного штока 14, размещенного в гнезде 6, при закручивании гайки 11 свободно обкатывается по боковой профилированной поверхности 13, но препятствует самопроизвольному раскручиванию гайки 11 за счет выступов на поверхности 13.
Чтобы разобрать устройство, вручную оттягивают шток 14 до выхода его наконечника из зацепления с боковой поверхностью 13 гайки 11 (это необходимо для раскручивания гайки 11). Удерживая шток 14 оттянутым, откручивают гайку 11 с помощью торцового ключа. После удаления гайки 11 перемещают силовой элемент 1 вниз, пока он не снимется с болта 7.
Далее, при необходимости дальнейшей разборки, вставляют отвертку в торец распорного элемента 8 и выкручивают его. После этого поворачивают болт 7 до тех пор, пока его головка не пройдет через профилированное отверстие втулки 16, и вынимают его.