КОНСОЛЬ КРЫЛА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT WING CONSOLE

Настоящее изобретение относится к консоли крыла для летательного аппарата, содержащей основную часть консоли крыла, предкрылок и соединительный узел, соединяющий с возможностью перемещения предкрылок с основной частью консоли крыла таким образом, что предкрылок может перемещаться между убранным положением и по меньшей мере одним выпущенным положением. Дополнительные аспекты изобретения относятся к летательному аппарату, содержащему такую консоль крыла, и к соединительному узлу, применяемому в такой консоли крыла.
Соединительный узел содержит удлиненное направляющее устройство предкрылка, которое проходит вдоль продольной оси направляющего устройства между передним концом и задним концом и имеет промежуточную часть между передним и задним концами. Передний конец направляющего устройства предкрылка предпочтительно жестко прикреплен к предкрылку, например, посредством двух сферических подшипников, которые оба расположены со смещением в плоскости профиля консоли крыла поперек направления размаха крыла. Задний конец и промежуточная часть направляющего устройства предкрылка прикреплены с возможностью перемещения к основной части консоли крыла посредством роликового подшипника таким образом, что направляющее устройство предкрылка выполнено с возможностью перемещения вдоль продольной оси направляющего устройства, т.е. по заданной траектории, предпочтительно по круговой траектории.
Роликовый подшипник содержит направляющую, жестко прикрепленную к основной части консоли крыла, и первый роликовый блок, прикрепленный к заднему концу направляющего устройства предкрылка и входящий в зацепление с направляющей. Предпочтительно направляющая имеет, например, с–образную форму, вследствие чего ее поверхности находятся напротив периферийной поверхности первого роликового блока, причем расстояние между верхней поверхностью и нижней поверхностью направляющей больше диаметра первого роликового блока, вследствие чего первый роликовый блок может в одно и то же время входить в зацепление либо с верхней поверхностью, либо с нижней поверхностью направляющей. То есть расстояние между верхней и нижней поверхностями направляющей выбирается таким образом, чтобы между первым роликовым блоком и верхней поверхностью или нижней поверхностью направляющей был предусмотрен зазор, чтобы первый роликовый блок не мог войти в зацепление в одно и то же время с верхней и нижней поверхностями направляющей и тем самым заблокировать первый роликовый блок. Кроме того, предпочтительно первый роликовый блок имеет первую ось вращения, проходящую параллельно направлению размаха крыла к передней кромке основной части консоли крыла или к передней кромке предкрылка.
Роликовый подшипник содержит второй роликовый блок, который жестко прикреплен к основной части консоли крыла и который входит в зацепление с поверхностью контактного взаимодействия, предусмотренной на промежуточной части направляющего устройства предкрылка. Предпочтительно второй роликовый блок имеет вторую ось вращения, проходящую параллельно направлению размаха крыла к передней кромке основной части консоли крыла или к передней кромке предкрылка.
Такие консоли крыла известны из уровня техники, например, из документа GB 404149, где соединительный узел содержит второй роликовый блок, состоящий из двух роликовых элементов, входящих в зацепление с направляющим устройством предкрылка на противоположных верхней и нижней поверхностях. Однако в данной области техники существует постоянная потребность в уменьшении размера, веса и сложности соединительного узла и, следовательно, всей консоли крыла.
Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в предоставлении по возможности простой, легкой и экономичной конструкции консоли крыла.
Эта цель достигается тем, что направляющее устройство предкрылка имеет профиль, т. е. поперечное сечение поперек продольной оси, содержащий верхнюю фланцевую часть, нижнюю фланцевую часть и по меньшей мере одну перемычечную часть, соединяющую верхнюю и нижнюю фланцевые части. Такой профиль может представлять собой, например, C–образный профиль, двойной C–образный профиль, I–образный профиль, H–образный профиль или П–образный профиль. Второй роликовый блок расположен в выемке между верхней и нижней фланцевыми частями и входит в зацепление с поверхностью контактного взаимодействия, предусмотренной на верхней фланцевой части и/или на нижней фланцевой части, предпочтительно либо на верхней фланцевой части, либо на нижней фланцевой части, либо на обеих фланцевых частях последовательно. Таким образом, второй роликовый блок не занимает пространство выше и ниже направляющего устройства предкрылка, и направляющее устройство предкрылка может удерживаться с помощью только одного роликового элемента. Это упрощает соединительный узел, экономит пространство и вес, и, следовательно, увеличивает эффективность консоли крыла. Кроме того, соединительный узел может быть выполнен таким образом, чтобы он был расположен полностью перед передним лонжероном соответствующей консоли крыла и не проходил через передний лонжерон.
Согласно предпочтительному варианту осуществления направляющее устройство предкрылка имеет такой профиль, в частности I–образный или двойной С–образный профиль, что между верхней и нижней фланцевыми частями на первой стороне перемычечной части образовано первое углубление, и между верхней и нижней фланцевыми частями на второй стороне перемычечной части, противоположной первой стороне, образовано второе углубление. Таким образом, два роликовых элемента могут быть размещены в обоих углублениях.
В частности, предпочтительно, чтобы второй роликовый блок содержал первый роликовый элемент и второй роликовый элемент. Первый роликовый элемент расположен в первом углублении, и второй роликовый элемент расположен во втором углублении. Первый и второй роликовые элементы расположены соосно, т.е. оба вращаются вокруг второй оси вращения, и имеют одинаковый радиус. Благодаря первому и второму роликовым элементам могут поглощаться более высокие нагрузки, и обеспечивается симметричное расположение или расположение с двумя отдельными путями передачи нагрузки.
Кроме того, предпочтительно, чтобы перемычечная часть направляющего устройства предкрылка содержала прорезь, проходящую от первой стороны ко второй стороне перемычечной части и вытянутую вдоль продольной оси направляющего устройства. Предпочтительно прорезь проходит вдоль продольной оси направляющего устройства по меньшей мере до расстояния, на которое предкрылок перемещается между убранным и полностью выпущенным положением. Первый роликовый элемент и второй роликовый элемент закреплены на одном общем валу для общего вращения. Общий вал проходит через прорезь от первой стороны ко второй стороне перемычечной части. Предпочтительно противоположные концы общего вала поддерживаются в основной части консоли крыла. Благодаря использованию одного общего вала для поддержки первого и второго роликовых элементов изгибающие нагрузки, вносимые в основную конструкцию консоли крыла, сводятся к минимуму.
Согласно альтернативному варианту осуществления первый роликовый элемент закреплен на первом валу, и второй роликовый элемент закреплен на втором валу, отдельном от первого вала. Предпочтительно первый и второй валы независимо поддерживаются в основной части консоли крыла. Благодаря использованию отдельных валов для поддержки первого и второго роликовых элементов не требуется прорезь через направляющее устройство предкрылка.
Согласно предпочтительному варианту осуществления первый роликовый блок содержит один третий роликовый элемент, предпочтительно прикрепленный к направляющему устройству предкрылка задним концом направляющего устройства предкрылка в форме ярма, который удерживает третий роликовый элемент с противоположных сторон. Использование только одного третьего роликового элемента представляет очень простую конструкцию.
В альтернативном варианте осуществления первый роликовый блок содержит третий роликовый элемент и четвертый роликовый элемент. Третий и четвертый роликовые элементы расположены соосно, т. е. оба вращаются вокруг первой оси вращения, и имеют одинаковый радиус. Предпочтительно третий роликовый элемент расположен на первой стороне, и четвертый роликовый элемент расположен на второй стороне перемычечной части. Таким образом обеспечивается резервный роликовый элемент.
Согласно предпочтительному варианту осуществления направляющее устройство предкрылка содержит первую часть направляющего устройства и вторую часть направляющего устройства, которые выполнены отдельными друг от друга. Каждая из первой и второй частей направляющего устройства выполнена как одно целое и проходит вдоль продольной оси направляющего устройства от заднего конца до переднего конца. Первая и вторая части направляющего устройства прикреплены друг к другу, например болтами, и прижимаются друг к другу вдоль плоскости контакта, охватываемой продольной осью направляющего устройства и направлением толщины консоли крыла, которая может представлять собой плоскость вертикальной симметрии, предпочтительно вдоль всей протяженности продольной оси. Под первой и второй частью направляющего устройства введены два отдельных пути передачи нагрузки, которые могут быть конструктивно выполнены как дублирующие пути передачи нагрузки, вследствие чего, когда один путь передачи нагрузки выходит из строя, другой путь передачи нагрузки по–прежнему способен нести возникающие аэродинамические нагрузки, прикладываемые через предкрылок.
В частности, предпочтительно, чтобы третий роликовый элемент был прикреплен как к первой части направляющего устройства, так и ко второй части направляющего устройства. Таким образом, в случае выхода из строя одной из частей направляющего устройства – первой или второй – третий роликовый элемент по–прежнему будет в достаточной степени поддерживаться другой частью направляющего устройства – первой или второй, вследствие чего эта часть направляющего устройства будет по–прежнему направляться третьим роликовым элементом.
В качестве альтернативы предпочтительно, чтобы третий роликовый элемент был прикреплен к первой части направляющего устройства, и четвертый роликовый элемент был прикреплен ко второй части направляющего устройства. Таким образом, в случае выхода из строя одной из частей направляющего устройства – первой или второй – другая часть направляющего устройства – первая или вторая – будет по–прежнему направляться одним соответствующим роликом – третьим или четвертым.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, расстояние между верхней фланцевой частью и нижней фланцевой частью направляющего устройства предкрылка больше диаметра второго роликового блока, вследствие чего между вторым роликовым блоком и поверхностью контактного взаимодействия на верхней фланцевой части, либо между вторым роликовым блоком и поверхностью контактного взаимодействия на нижней фланцевой части обеспечивается зазор. В частности, зазор меньше, предпочтительно сводится до минимума, в закрытых местах вдоль направляющего устройства предкрылка, где расположен второй роликовый блок, когда предкрылок находится в убранном положении и/или в полностью выпущенном положении и/или в определенном частично выпущенном положении, например положении при взлете. В то же время зазор больше в областях между закрытыми местами. Такие закрытые места с минимальным зазором упрощают управление перемещением предкрылка между убранным и выпущенным положениями.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления роликовый подшипник содержит третий роликовый блок, прикрепленный к основной части консоли крыла и входящий в зацепление с верхней поверхностью верхней фланцевой части направляющего устройства предкрылка. Предпочтительно третий роликовый блок содержит один общий роликовый элемент, входящий в зацепление как с первой, так и со второй частями направляющего устройства. Кроме того, предпочтительно третий роликовый элемент вращается вокруг третьей оси вращения параллельно направлению размаха крыла. Кроме того, предпочтительно, чтобы третий роликовый блок располагался вблизи передней кромки основной части консоли крыла и мог быть расположен внутри основной части консоли крыла, частично снаружи основной части консоли крыла или полностью снаружи основной части консоли крыла относительно линии профиля внешней обшивки основной части консоли крыла. Благодаря такому третьему роликовому блоку достигается дополнительная поддержка предкрылка от аэродинамических нагрузок.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления соединительный узел представляет собой первый соединительный узел. Консоль крыла содержит второй соединительный узел, соединяющий предкрылок с основной частью консоли крыла в месте, отстоящем от первого соединительного узла в направлении размаха крыла. Второй соединительный узел выполнен как первый соединительный узел, т. е. имеет те же характеристики, что и первый соединительный узел. В качестве альтернативы второй соединительный узел также может быть выполнен отличным от первого соединительного узла.
Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к летательному аппарату, содержащему консоль крыла согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления. Признаки и преимущества, упомянутые в связи с консолью крыла, также применимы к летательному аппарату.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к соединительному узлу для соединения с возможностью перемещения предкрылка с основной частью консоли крыла для летательного аппарата, как описано выше в связи с консолью крыла. Соединительный узел содержит удлиненное направляющее устройство предкрылка, которое проходит вдоль продольной оси направляющего устройства между передним концом и задним концом и имеет промежуточную часть между передним и задним концами. Передний конец направляющего устройства предкрылка выполнен с возможностью крепления к предкрылку. Задний конец и промежуточная часть направляющего устройства предкрылка выполнены с возможностью крепления к основной части консоли крыла посредством роликового подшипника таким образом, что направляющее устройство предкрылка может перемещаться вдоль продольной оси направляющего устройства. Роликовый подшипник содержит направляющую, выполненную с возможностью крепления к основной части консоли крыла, и первый роликовый блок, прикрепленный к заднему концу направляющего устройства предкрылка и выполненный с возможностью зацепления с направляющей. Роликовый подшипник содержит второй роликовый блок, который выполнен с возможностью крепления к основной части консоли крыла и который выполнен с возможностью зацепления с поверхностью контактного взаимодействия, предусмотренной на промежуточной части направляющего устройства предкрылка. Направляющее устройство предкрылка имеет профиль, содержащий верхнюю фланцевую часть, нижнюю фланцевую часть и по меньшей мере одну перемычечную часть, соединяющую верхнюю и нижнюю фланцевые части. Второй роликовый блок выполнен с возможностью расположения в углублении между верхней и нижней фланцевыми частями и зацепления с поверхностью контактного взаимодействия, предусмотренной на верхней фланцевой части и/или на нижней фланцевой части. Признаки и преимущества, упомянутые в связи с консолью крыла, также применимы к соединительному узлу, который можно использовать в такой консоли крыла.
Ниже с помощью графических материалов более подробно пояснены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. На графических материалах изображено следующее:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе летательного аппарата согласно настоящему изобретению, включая консоль крыла,
на фиг. 2 представлен вид в поперечном разрезе консоли крыла, показанной на фиг. 1, включая соединительный узел,
на фиг. 3 представлен вид сверху соединительного узла, показанного на фиг. 2,
на фиг. 4 представлен вид в перспективе соединительного узла, показанного на фиг. 2,
на фиг. 5 представлен вид соединительного узла, показанного на фиг. 2, в поперечном разрезе поперек продольной оси направляющего устройства,
на фиг. 6 представлен вид в перспективе соединительного узла согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 7 представлен вид соединительного узла, показанного на фиг. 6, в поперечном разрезе поперек продольной оси направляющего устройства,
на фиг. 8 представлены три вида сбоку соединительного узла согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, и
на фиг. 9 представлен вид в поперечном разрезе консоли крыла согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 изображен летательный аппарат 1 согласно варианту осуществления изобретения. Летательный аппарат 1 содержит консоль 3 крыла, которая выполнена согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 более подробно показана консоль 1 крыла, приведенная на фиг. 1. Консоль 1 крыла содержит основную часть 5 консоли крыла, предкрылок 7 и соединительный узел 9, соединяющий с возможностью перемещения предкрылок 7 с основной частью 5 консоли крыла таким образом, что предкрылок 7 может перемещаться между убранным положением 11 и по меньшей мере одним выпущенным положением 13, 15.
Соединительный узел 9 содержит удлиненное направляющее устройство 17 предкрылка, которое проходит вдоль продольной оси 19 направляющего устройства между передним концом 21 и задним концом 23 и имеет промежуточную часть 25 между передним и задним концами 21, 23. Передний конец 21 направляющего устройства 17 предкрылка жестко прикреплен к предкрылку 7. Задний конец 23 и промежуточная часть 25 направляющего устройства 17 предкрылка прикреплены с возможностью перемещения к основной части 5 консоли крыла посредством роликового подшипника 27 таким образом, что направляющее устройство 17 предкрылка может перемещаться вдоль продольной оси 19 направляющего устройства. Роликовый подшипник 27 содержит направляющую 29, жестко прикрепленную к основной части 5 консоли крыла, и первый роликовый блок 31, жестко прикрепленный к заднему концу 23 направляющего устройства 17 предкрылка и входящий в зацепление с направляющей 29. Роликовый подшипник 27 содержит второй роликовый блок 33, который жестко прикреплен к основной части 5 консоли крыла и который входит в зацепление с поверхностью 35 контактного взаимодействия, предусмотренной на промежуточной части 25 направляющего устройства 17 предкрылка. Как показано на фиг. 3–5, направляющее устройство 17 предкрылка имеет профиль 37 двойной С–образной формы, содержащий верхнюю фланцевую часть 39, нижнюю фланцевую часть 41 и по меньшей мере одну перемычечную часть 43, соединяющую верхнюю и нижнюю фланцевые части 39, 41. Второй роликовый блок 33 расположен в углублении 45 между верхней и нижней фланцевыми частями 39, 41 и входит в зацепление с поверхностью 35 контактного взаимодействия, предусмотренной на верхней фланцевой части 39 и на нижней фланцевой части 41.
Как показано на фиг. 4 и 5, профиль 37 двойной С–образной формы направляющего устройства 17 предкрылка предусматривает, что между верхней и нижней фланцевыми частями 39, 41 на первой стороне 47 перемычечной части 43 образовано первое углубление 45а, и между верхней и нижней фланцевыми частями 39, 41 на второй стороне 49 перемычечной части 43, противоположной первой стороне 47, образовано второе углубление 45b. Второй роликовый блок 33 содержит первый роликовый элемент 51 и второй роликовый элемент 53. Первый роликовый элемент 51 расположен в первом углублении 45a, и второй роликовый элемент 53 расположен во втором углублении 45b. Первый и второй роликовые элементы 51, 53 расположены соосно и имеют одинаковый радиус. Первый роликовый элемент 51 закреплен на первом валу 55, и второй роликовый элемент 53 закреплен на втором валу 57, отдельном от первого вала 55. Первый и второй валы 55, 57 независимо поддерживаются в основной части 5 консоли крыла.
На фиг. 3–5 показано, что направляющее устройство 17 предкрылка содержит первую часть 59 направляющего устройства и вторую часть 61 направляющего устройства, которые выполнены отдельно друг от друга. Каждая из первой и второй частей 59, 61 направляющего устройства выполнена как одно целое и проходит вдоль продольной оси 19 направляющего устройства от заднего конца 23 к переднему концу 21. Первая и вторая части 59, 61 направляющего устройства крепятся друг к другу болтами 63 и прижимаются друг к другу вдоль плоскости 65 контакта, охватываемой продольной осью 19 направляющего устройства и направлением 67 толщины консоли крыла. Как видно на фиг. 3, первый роликовый блок 31 содержит третий роликовый элемент 69 и четвертый роликовый элемент 71. Третий и четвертый роликовые элементы 69, 71 расположены соосно и имеют одинаковый радиус. Третий роликовый элемент 69 прикреплен к первой части 59 направляющего устройства, и четвертый роликовый элемент 71 прикреплен ко второй части 61 направляющего устройства. В качестве альтернативы первый роликовый блок 31 также может содержать только один третий роликовый элемент 69.
На фиг. 6 и 7 показана альтернатива отдельным первому и второму валам 55, 57, которые независимо поддерживаются в основной части 5 консоли крыла. Здесь перемычечная часть 43 направляющего устройства 17 предкрылка содержит прорезь 73, проходящую от первой стороны 47 до второй стороны 49 перемычечной части 43 и вытянутую вдоль продольной оси 19 направляющего устройства. Первый роликовый элемент 51 и второй роликовый элемент 53 закреплены на одном общем валу 75 для общего вращения. Общий вал 75 проходит через прорезь 73 от первой стороны 47 до второй стороны 49 перемычечной части 43. Противоположные концы 77a, 77b общего вала 75 поддерживаются в основной части 5 консоли крыла.
На фиг. 8 показан вариант осуществления, в котором расстояние между верхней фланцевой частью 39 и нижней фланцевой частью 41 направляющего устройства 17 предкрылка больше диаметра второго роликового блока 33, вследствие чего либо между вторым роликовым блоком 33 и поверхностью 35 контактного взаимодействия на верхней части 39 фланца, либо между вторым роликовым блоком 33 и поверхностью 35 контактного взаимодействия на нижней части 41 фланца предусмотрен зазор 79. Зазор 79 меньше в закрытых местах 81a, 81b, 81c вдоль направляющего устройства 17 предкрылка, где расположен второй роликовый блок 33, когда предкрылок 7 находится в убранном положении 11 (фиг. 8a), в частично выпущенном положении 13 (фиг. 8b) и в полностью выпущенном положении 15 (рис. 8c). Зазор 79 больше в зонах между закрытыми местами 81a, 81b, 81c.
Другой вариант осуществления показан на фиг. 9, где роликовый подшипник 27 содержит третий роликовый блок 83, прикрепленный к основной части консоли крыла 5 и входящий в зацепление с верхней поверхность 85 верхней фланцевой части 39 направляющего устройства 17 предкрылка. Третий роликовый блок 83 содержит один общий роликовый элемент, входящий в зацепление как с первой, так и со второй частями 59, 61 направляющего устройства. Третий роликовый блок 83 расположен вблизи передней кромки 87 основной части 5 консоли крыла и частично снаружи основной части 5 консоли крыла относительно линии 89 профиля внешней обшивки основной части 5 консоли крыла.
Как показано на фиг. 1, соединительный узел 9 представляет собой первый соединительный узел 91, и консоль 3 крыла содержит второй соединительный узел 93, соединяющий предкрылок 7 с основной частью 5 консоли крыла в месте, отстоящем от первого соединительного узла 91 в направлении 95 размаха крыла, и при этом второй соединительный узел 93 выполнен как первый соединительный узел 91.