Способ создания удерживающего устройства
METHOD FOR CREATING A HOLDING DEVICE

Изобретение относится к способам сброса или отделения объектов, преимущественно ступеней ракет, отсеков, боевых частей и других полезных нагрузок от несущих конструкций летательных аппаратов, на любых расчетных участках траектории полета, и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система отделения полезной нагрузки - патент RU 2268208, содержащая разъединяемое удерживающее устройство, установленное между несущей конструкцией и полезной нагрузкой и включающее в себя дискретно расположенные на несущей конструкции механические замки, каждый из которых содержит стержень, удерживающее и фиксирующее звенья, причем стержень замка одним концом закреплен на полезной нагрузке, а другим концом, выполненным в виде одностороннего выступа, контактирует с удерживающим звеном замка, устройство фиксации замков, содержащее многолучевую звездочку, закрепленную с возможностью поворота на несущей конструкции в центре окружности установки замков и удерживаемую от поворота пиросредством, при этом лучи звездочки связаны с фиксирующими звеньями соответствующих замков радиально натянутыми тросами, соединение концов которых с лучами звездочки выполнено с эксцентриситетом по отношению к оси ее вращения, при этом система содержит толкатели отделения полезной нагрузки от несущей конструкции.
Общими существенными признаками прототипа - системы отделения полезной нагрузки, совпадающими с существенными признаками предлагаемого способа являются следующие: стык предусматривает изготовление разъединяемого при помощи пирозамка удерживающего устройства, установку которого выполняют между шпангоутом несущей конструкции и шпангоутом полезной нагрузки, включающего в себя механические замки, которые распределяют на шпангоуте несущей конструкции, содержащие стержень и удерживающее звено, причем стержень замка одним концом закрепляют на шпангоуте полезной нагрузки, а другим концом, выполняемым в виде одностороннего выступа, упирают на привалочную поверхность удерживающего звена замка.
Особенностью известной системы - прототипа является то, что эта система отделения полезной нагрузки значительно перекрывает поперечное сечение стыка шпангоутов разделяемых конструкций, что уменьшает полезный внутренний объем, и исключает возможность сквозного межотсечного размещения агрегатов летательного аппарата. Толкатели отделения являются отдельными элементами конструкции, наличие которых снижает надежность летательного аппарата в целом. Применяемые натянутые тросы не позволяют использовать систему отделения полезной нагрузки в большом температурном диапазоне из-за разных коэффициентов температурного расширения шпангоутов разделяемых конструкций и самих тросов. При изменении температуры конструкции в одну сторону, происходит ослабление натянутых тросов и снижение усилия затяжки стыка шпангоутов разделяемых конструкций, в другую - происходит увеличение натяжения тросов и уменьшение их запаса прочности.
Предлагаемое изобретение - способ создания удерживающего устройства позволяет размещать различные агрегаты летательного аппарата, проходящие через плоскость стыка шпангоутов разделяемых конструкций, что увеличивает плотность компоновки летательного аппарата в целом. Рабочая температура, при которой способ создания удерживающего устройства позволяет сохранять работоспособность конструкции, ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены ее элементы. Функцию толкателя отделения выполняет пирозамок, что позволяет повысить надежность летательного аппарата в целом.
Для достижения названного технического результата способ создания удерживающего устройства включает: изготовление разъединяемого при помощи пирозамка удерживающего устройства, установку которого выполняют между шпангоутом несущей конструкции и шпангоутом полезной нагрузки, включающего в себя механические замки, которые распределяют на шпангоуте несущей конструкции, содержащие стержень и удерживающее звено, причем стержень замка одним концом закрепляют на шпангоуте полезной нагрузки, а другим концом, выполняемым в виде одностороннего выступа, упирают на привалочную поверхность удерживающего звена замка, при этом стержень замка пропускают через отверстие, выполняемое в шпангоуте полезной нагрузки, и снабжают пружиной с упором в шпангоут полезной нагрузки с одной стороны, и упором регулировочной гайки с другой стороны, а удерживающее звено замка выполняют в виде рычага с осью поворота, и устанавливают его в шпангоуте несущей конструкции, при этом на одном конце рычага выполняют указанную привалочную поверхность, а другой конец изготавливают в виде оси, которую устанавливают в овальный вырез устройства фиксации замков, выполняемого в виде диска, который устанавливают в шпангоут несущей конструкции с возможностью поворота относительно продольной оси, и фиксируют в начальном положении срезной шпилькой, а пирозамок выполняют в виде корпуса, который устанавливают в шпангоут несущей конструкции, и фиксируют от перемещения в направлении продольной оси выступами, выполняемыми на шпангоуте несущей конструкции, при этом корпус пирозамка снабжают рычагом с осью, которую устанавливают в овальный вырез диска, охватывающего корпус поршня, частично погружаемого в ответный вырез на шпангоуте полезной нагрузки, фиксирующего шпангоуты от поворота вокруг продольной оси относительно друг друга, при этом в поршень устанавливают скользящие валики, одним концом передвигающиеся по спиральному пазу, который выполняют в корпусе пирозамка, а другим концом по прямым вырезам, которые выполняют в шпангоуте несущей конструкции, также в поршень устанавливают мембрану, разрезающуюся на конечном участке движения поршня об нож, который устанавливают в шпангоуте полезной нагрузки.
Отличительным признаком предлагаемого способа создания удерживающего устройства является то, что стержень замка пропускают через отверстие, выполняемое в шпангоуте полезной нагрузки, и снабжают пружиной с упором в шпангоут полезной нагрузки с одной стороны, и упором регулировочной гайки с другой стороны, а удерживающее звено замка выполняют в виде рычага с осью поворота, и устанавливают его в шпангоуте несущей конструкции, при этом на одном конце рычага выполняют указанную привалочную поверхность, а другой конец изготавливают в виде оси, которую устанавливают в овальный вырез устройства фиксации замков, выполняемого в виде диска, который устанавливают в шпангоут несущей конструкции с возможностью поворота относительно продольной оси, и фиксируют в начальном положении срезной шпилькой, а пирозамок выполняют в виде корпуса, который устанавливают в шпангоут несущей конструкции, и фиксируют от перемещения в направлении продольной оси выступами, выполняемыми на шпангоуте несущей конструкции, при этом корпус пирозамка снабжают рычагом с осью, которую устанавливают в овальный вырез диска, охватывающего корпус поршня, частично погружаемого в ответный вырез на шпангоуте полезной нагрузки, фиксирующего шпангоуты от поворота вокруг продольной оси относительно друг друга, при этом в поршень устанавливают скользящие валики, одним концом передвигающиеся по спиральному пазу, который выполняют в корпусе пирозамка, а другим концом по прямым вырезам, которые выполняют в шпангоуте несущей конструкции, также в поршень устанавливают мембрану, разрезающуюся на конечном участке движения поршня об нож, который устанавливают в шпангоуте полезной нагрузки.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: данный способ позволяет размещать различные агрегаты летательного аппарата, проходящие через плоскость стыка шпангоутов разделяемых конструкций, что способствует увеличению плотности компоновки летательного аппарата, при этом рабочая температура, при которой способ создания удерживающего устройства сохраняет работоспособность конструкции, ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены ее элементы, а функцию толкателя отделения выполняет пирозамок, что позволяет снизить количество исполнительных механизмов с повышением надежности летательного аппарата в целом.
Данный способ может найти применение в качестве узла стыковки ступеней ракет, отсеков, боевых частей и других полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.
Изобретение поясняется фиг. 1…10:
На фиг. 1 представлен способ создания удерживающего устройства в изометрии.
На фиг. 2 представлен вид спереди на способ сброса полезной нагрузки.
На фиг. 3 - сеч. А-А (фиг. 2), представлен нож, корпус пирозамка, поршень с мембраной, скользящие валики, погруженные своими концами в прямые вырезы шпангоута несущей конструкции и спиральные пазы корпуса пирозамка.
На фиг. 4 - сеч. Б-Б (фиг. 2), представлен корпус пирозамка, зафиксированный от перемещения в направлении продольной оси выступами.
На фиг. 5 - сеч. В-В (фиг. 2), представлен рычаг корпуса пирозамка снабженный осью, установленный в овальный вырез диска.
На фиг. 6 - сеч. Г-Г (фиг. 2), представлена срезная шпилька.
На фиг. 7 - сеч. Д-Д (фиг. 2), представлен стержень замка, пружина, регулировочная гайка и привалочная поверхность рычага.
На фиг. 8 - сеч. Е-Е (фиг. 2), представлено крепление осей рычага к шпангоуту несущей конструкции и к диску.
На фиг. 9 представлен корпус пирозамка со спиральными пазами в изометрии.
На фиг. 10 представлено посадочное место под корпус пирозамка.
Способ сброса полезной нагрузки, изображенный на фиг. 1…10 включает изготовление разъединяемого при помощи пирозамка удерживающего устройства, установку которого выполняют между шпангоутом несущей конструкции 1 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10) и шпангоутом полезной нагрузки 2 (фиг. 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8), включающего в себя механические замки, которые распределяют на шпангоуте несущей конструкции, содержащие стержень 3 (фиг. 2, 7) и удерживающее звено, причем стержень замка одним концом закрепляют на шпангоуте полезной нагрузки, а другим концом, выполняемым в виде одностороннего выступа 4 (фиг. 7), упирают на привалочную поверхность 5 (фиг. 7) удерживающего звена замка, при этом стержень замка пропускают через отверстие, выполняемое в шпангоуте полезной нагрузки, и снабжают пружиной 6 (фиг. 7) с упором в шпангоут полезной нагрузки с одной стороны, и упором регулировочной гайки 7 (фиг. 7) с другой стороны, а удерживающее звено замка выполняют в виде рычага 8 (фиг. 2, 7, 8) с осью поворота 9 (фиг. 8), и устанавливают его в шпангоуте несущей конструкции, при этом на одном конце рычага выполняют указанную привалочную поверхность, а другой конец изготавливают в виде оси 10 (фиг. 8), которую устанавливают в овальный вырез 11 (фиг. 8) устройства фиксации замков, выполняемого в виде диска 12 (фиг. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), который устанавливают в шпангоут несущей конструкции с возможностью поворота относительно продольной оси, и фиксируют в начальном положении срезной шпилькой 13 (фиг. 6), а пирозамок выполняют в виде корпуса 14 (фиг. 2, 3, 4, 5, 9), который устанавливают в шпангоут несущей конструкции, и фиксируют от перемещения в направлении продольной оси выступами 15 (фиг. 4, 10), выполняемыми на шпангоуте несущей конструкции, при этом корпус пирозамка снабжают рычагом 16 (фиг. 5, 9) с осью 17 (фиг. 5, 9), которую устанавливают в овальный вырез 18 (фиг. 5) диска, охватывающего корпус поршня 19 (фиг. 3, 4, 5), частично погружаемого в ответный вырез 20 (фиг. 3, 4, 5) на шпангоуте полезной нагрузки, фиксирующего шпангоуты от поворота вокруг продольной оси относительно друг друга, при этом в поршень устанавливают скользящие валики 21 (фиг. 3), одним концом передвигающиеся по спиральному пазу 22 (фиг. 3, 9), который выполняют в корпусе пирозамка, а другим концом по прямым вырезам 23 (фиг. 3, 10), которые выполняют в шпангоуте несущей конструкции, также в поршень устанавливают мембрану 24 (фиг. 3, 4, 5), разрезающуюся на конечном участке движения поршня об нож 25 (фиг. 3, 4, 5), который устанавливают в шпангоуте полезной нагрузки.
Способ создания удерживающего устройства работает следующим образом:
При подаче электрического сигнала в пирозамке возникает избыточное давление, при котором поршень погружаясь в ответный вырез на шпангоуте полезной нагрузки перемещается по корпусу пирозамка, вращая его за счет скользящих валиков, одним концом перемещающихся по спиральному пазу, а другим концом по прямым вырезам, при этом рычаг корпуса пирозамка поворачивает диск со срезом фиксирующей шпильки, что приводит к повороту рычагов удерживающих звеньев, высвобождающих односторонние выступы стержней из зацепления по привалочной поверхности, обеспечивая разъединение шпангоутов. На конечном участке движения мембрана, закрепленная в поршне, разрезается о нож, высвобождая избыточное давление, возникшее в пирозамке, в полость ответного выреза шпангоута полезной нагрузки, что приводит к возникновению силы, отталкивающей шпангоут полезной нагрузки от шпангоута несущей конструкции.