Узел навески преимущественно аэродинамических поверхностей управления

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к узлам навески аэродинамических поверхностей управления, например, элеронов. Узел навески выполнен в виде шарнирного механизма, образованного двумя формообразующими элементами 1, 2, один из которых принадлежит несущей поверхности 3, а другой - поверхности управления 4, соединенными перехлестом гибких элементов, например в виде полос 5 с образованием линии сопряжения, являющейся осью вращения шарнирного механизма. Формообразующие элементы 1, 2 выполнены таким образом, что ось вращения шарнирного механизма имеет возможность перемещения относительно поверхности формообразующего элемента в диапазоне поворота управляющей поверхности, как правило, на ±30^o. Под гибкие элементы на формообразующих элементах могут быть выполнены канавки. Одним из вариантов является выполнение гибких элементов в виде нитей и/или части, например, основы ткани двухслойного типа. Изобретение позволяет увеличивать площадь аэродинамической компенсации при отклонении поверхности, снизить вес конструкции. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к узлам навески аэродинамических поверхностей управления, например, элеронов.

Известен узел навески поверхности управления эларона или закрылка [1] Для приведения элерона или закрылка самолета на его нижней поверхности установлен рычаг. На расположенной около крыла кромке рычага находятся верхние и нижние оси. Верхняя ось соединена через рычаг с фиксированной осью шарнира, расположенного около задней кромки крыла. Нижняя ось имеет степень свободы в вертикальной плоскости, в результате чего закрылок или элерон может смещаться вниз и поворачиваться относительно верхней оси при смещении вверх.

Смещение оси вращения поверхности управления достигается сложной кинематикой, наличие большого числа элементов снижает надежность конструкции.

Известен также узел крепления элерона, включающий кронштейн с окном, закрепленный на силовой нервюре крыла, пластины с втулками для внешней обоймы подшипника, винты крепления пластин и стопорящие винты [2 прототип] Данная конструкция не позволяет регулировать уровень аэродинамической компенсации, что при больших углах поворота управляющей поверхности, требует приложения больших усилий и, как следствие, приводит к увеличению массы элементов управления.

Доступ к подшипникам узлов навески затруднен и в случае засорения подшипников требует вскрытия основной конструкции управляющего элемента или оборудования его специальными люками доступа к подшипнику для его замены.

Технической задачей изобретения является снижение веса конструкции, повышения ее ресурса, снижение усилия управляющего привода, улучшение характеристик ремонтопригодности узла навески.

Узел навески аэродинамических поверхностей управления выполнен в виде шарнирного механизма, образованного двумя формообразующими элементами, один из которых принадлежит несущей поверхности, а другой поверхности управления, соединенными перехлестом гибких элементов, например, в виде полос с образованием линии сопряжения, являющейся осью вращения шарнирного механизма. Формообразующие элементы таким образом, что ось вращения шарнирного механизма имеет возможность перемещения относительно поверхности формообразующего элемента в диапазоне поворота управляющей поверхности, как правило ±30^o. Под гибкие элементы могут быть выполнены канавки. Гибкие элементы могут быть выполнены в виде нитей и/или части, например, основы ткани двухслойного типа.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен узел навески аэродинамических поверхностей управления, общий вид, на фиг.2 вид в плане фиг. 1, на фиг.3 разрез А-А фиг.2, на фиг.4 формообразующие элементы с канавками, выполненными под соединяющие их гибкие элементы, на фиг.5 вид А-А фиг.4, на фиг.6 представлен вариант конструктивного выполнения гибких элементов в виде нитей, на фиг.7 вариант конструктивного выполнения гибких элементов в виде ткани двухслойного типа, на фиг.8 представлена схема узла навески в динамике, на фиг.9 показана величина смещения мгновенной оси вращения, на фиг.10 вариант установки узла навески, на фиг.11 -вариант натяжения узла навески.

Узел навески аэродинамических поверхностей выполнен в виде шарнирного механизма, образованного двумя формообразующими элементами 1, 2. Формообразующий элемент 1 принадлежит несущей поверхности 3, например, крылу, формообразующий элемент 2 принадлежит поверхности управления 4, например, элерону. Формообразующие элементы 1, 2 соединены между собой перехлестом гибких элементов в виде полос 5. Соединение формообразующих элементов может быть осуществлено гибкими элементами в виде нитей 6 или системой гибких элементов в виде основных нитей ткани двухслойного типа 7. Гибкие элементы могут быть расположены в канавках 8 формообразующих элементов 1, 2. Площадь аэродинамической компенсации, определяемая расстоянием от оси вращения до передней кромки управляющей поверхности, регулируется при изменении угла поворота за счет смещения мгновенной оси вращения 9. Величина смещения δ зависит от геометрии формообразующей поверхности элементов (обозначим ее ф) и от угла поворота a Следовательно, d = f(φ,α) С увеличением α увеличивается и d т.е. увеличивается площадь аэродинамической компенсации, что ведет к уменьшению усилия на привод. Для удобства сборки формообразующий элемент 1 может быть установлен в специальное гнездо 10 на крыле и зафиксирован как показано на фиг. 10. Этот вариант удобен также для осуществления натяжения полос 5 с целью избежания люфта шарнира, например, с помощью стяжного устройства 11.

Гибкие элементы, соединяющие перехлестом формообразующие поверхности, могут быть выполнены из полос металла, полос тканей, в виде отдельных чередующихся нитей, жгутов, рассчитанных таким образом, чтобы при эксплуатации они не переходили зоны пластических деформаций материалов, из которых они выполнены.

Увеличение угла поворота управляющей поверхности происходит при перемещении оси вращения ее, что обеспечивает увеличение площади компенсации. При этом необходимое усилие на ручку управления уменьшается.

Геометрия формообразующих поверхностей определяет зависимость смещения оси вращения относительно угла поворота таким образом, чтобы не допустить критического увеличения площади компенсации.

Возможность регулирования натяжения гибких элементов обеспечивает исключение люфта узла навески аэродинамических поверхностей.

Конструктивное решение узла навески аэродинамических поверхностей технологично, облегчена сборка, так как возможно заранее смонтировать узел навески и вставить его в гнездо несущей поверхности.

За счет свободного доступа к узлу навески существенно облегчена ремонтоспособность его, а также эксплуатация, например, после каждого полета можно провести послеполетный осмотр, что способствует увеличению ресурса.

По сравнению с прототипом узел навески аэродинамических поверхностей управления заявляемой конструкции обеспечивает увеличение площади аэродинамической компенсации, позволяет снизить вес конструкции. Узел навески технологичен, обладает повышенными характеристиками ремонтопригодности, имеет свободный доступ, облегчающий его эксплуатацию и, как следствие, обладает повышенным ресурсом.

Формула изобретения

1. Узел навески преимущественно аэродинамических поверхностей управления, содержащий шарнирный механизм, отличающийся тем, что шарнирный механизм образован двумя формообразующими элементами, один из которых принадлежит несущей поверхности, а другой поверхности управления, соединенными перехлестом гибких элементов, например, в виде полос с образованием линии сопряжения, являющейся осью вращения шарнирного механизма.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что формообразующие элементы выполнены так, что ось вращения шарнирного механизма имеет возможность перемещения относительно поверхности формообразующего элемента в диапазоне поворота управляющей поверхности как правило ±30^o.

3. Узел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на формообразущих элементах выполнены канавки под гибкие элементы.

4. Узел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гибкие элементы выполнены в виде нитей и/или являются частью, например, основой ткани двухслойного типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11