Складываемая аэродинамическая поверхность
Владельцы патента RU 2349498:
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГОСУДАРСТВЕННОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "РАДУГА" ИМЕНИ А.Я. БЕРЕЗНЯКА" (RU)
Изобретение относится к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей беспилотных летательных аппаратов. Изобретение содержит неподвижную (1) и шарнирно навешанную на нее поворотную (2) части, толкатель, скользящий внутри отверстий шарнира, и винтовой преобразователь поступательного движения толкателя во вращательное движение поворотной части аэродинамической поверхности, включающий цилиндр с винтовыми поверхностями и взаимодействующий с ними палец. Винтовой преобразователь снабжен вторым цилиндром с винтовыми поверхностями другого направления, чем винтовые поверхности первого цилиндра. Цилиндры расположены концентрично друг к другу, при этом один из цилиндров соединен с неподвижной частью аэродинамической поверхности, а другой - с поворотной частью, толкатель размещен во внутреннем цилиндре с возможностью поступательных и вращательных перемещений, палец установлен на толкателе и взаимодействует с винтовыми поверхностями обоих цилиндров, а винтовые поверхности каждого цилиндра образованы боковыми поверхностями винтовых пазов (5, 6), выполненных на диаметрально противоположных сторонах обечаек цилиндров. Изобретение позволяет уменьшить вес и габариты складываемой аэродинамической поверхности. 3 ил.
Изобретение относится к авиастроению, а именно к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей беспилотных летательных аппаратов.
Известна конструкция складываемой аэродинамической поверхности, принятой в качестве прототипа (патент США на изобретение №3563495, кл. 244-3.29), содержащая неподвижную и поворотные части, винтовой преобразователь движения в виде скользящего цилиндра с фигурной канавкой, в которую входит палец, жестко связанный с поворотной частью поверхности, с целью предотвращения поворота цилиндра на неподвижной части поверхности размещен ограничитель, входящий в продольный паз, выполненный на цилиндре. При перемещении скользящего цилиндра палец, взаимодействуя с фигурной канавкой, поворачивает поворотную часть аэродинамической поверхности, раскладывая или складывая ее (в зависимости от направления перемещения цилиндра). Перемещение цилиндра происходит толкателем (центральным стержнем).
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предложенного решения, являются: складываемая аэродинамическая поверхность содержит неподвижную и шарнирно навешенную на нее поворотную части, толкатель, скользящий внутри отверстий шарнира, и винтовой преобразователь поступательного движения толкателя во вращательное движение поворотной части аэродинамической поверхности, включающий цилиндр с винтовыми поверхностями и взаимодействующий с ними палец.
В подобных конструкциях складываемых аэродинамических поверхностей работа винтового преобразователя недостаточно эффективна:
- перемещения ограничителя по прямолинейному пазу под нагрузкой не производит "полезной работы" - поворота подвижной части поверхности, но требует значительного увеличения усилия на толкатель для преодоления сил трения в местах контакта ограничителя и паза;
- внешняя нагрузка воспринимается на малых плечах, равных расстоянию от оси поворота до точек контакта пальца с винтовой поверхностью и ограничителя - с пазом, что также приводит к увеличению усилия на толкателе, а увеличение плеч, для уменьшения этих усилий, влечет за собой увеличение поперечных и продольных габаритов.
Кроме того, продольные габариты приводных устройств (винтовой преобразователь с приводом поступательного действия) в подобных конструкциях складываемых поверхностей определяются двойным ходом винтового преобразователя (ход преобразователя и ход привода) и при больших углах складывания (более 90°) существенно увеличиваются.
Все это приводит, соответственно, к увеличению веса и габаритов складываемой аэродинамической поверхности.
Предлагаемым техническим решением выполняются следующие задачи: уменьшаются вес и габариты складываемой аэродинамической поверхности в условиях больших аэродинамических нагрузок и больших углов раскладывания.
Для достижения указанного технического результата в складываемой аэродинамической поверхности, содержащей неподвижную и шарнирно навешанную на нее поворотную части, толкатель, скользящий внутри отверстий шарнира, и винтовой преобразователь поступательного движения толкателя во вращательное движение поворотной части аэродинамической поверхности, включающий цилиндр с винтовыми поверхностями и взаимодействующий с ними палец, винтовой преобразователь снабжен вторым цилиндром с винтовыми поверхностями другого направления, чем винтовые поверхности первого цилиндра, цилиндры расположены концентрично друг к другу и ограничены от взаимно-поступательных перемещений, при этом один из цилиндров соединен с неподвижной частью аэродинамической поверхности, а другой - с поворотной частью, толкатель размещен во внутреннем цилиндре с возможностью поступательных и вращательных перемещений, палец установлен на толкателе и взаимодействует с винтовыми поверхностями обоих цилиндров через сферические втулки, а винтовые поверхности каждого цилиндра образованы боковыми поверхностями винтовых пазов, выполненных на диаметрально противоположных сторонах обечаек цилиндров.
Отличительными признаками предлагаемой складываемой аэродинамической поверхности являются следующие: винтовой преобразователь снабжен вторым цилиндром с винтовыми поверхностями другого направления, чем винтовые поверхности первого цилиндра, цилиндры расположены концентрично друг к другу и ограничены от взаимно-поступательных перемещений, при этом один из цилиндров соединен с неподвижной частью аэродинамической поверхности, а другой - с поворотной частью, толкатель размещен во внутреннем цилиндре с возможностью поступательных и вращательных перемещений, палец установлен на толкателе и взаимодействует с винтовыми поверхностями обоих цилиндров через сферические втулки, а винтовые поверхности каждого цилиндра образованы боковыми поверхностями винтовых пазов, выполненных на диаметрально противоположных сторонах обечаек цилиндров.
Пазы на наружном цилиндре могут быть выполнены в виде канавок на внутренней поверхности обечайки цилиндра или сквозными - на всю толщину обечайки, на внутреннем цилиндре - сквозными, а для обеспечения необходимого закона раскладывания - постоянного или переменного шага.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков, позволяющих в два раза уменьшить ход винтового преобразователя и привода, что существенно уменьшает продольный габарит приводного устройства, и в два раза увеличить плечо преодоления нагрузок (нагрузка преодолевается на средних диаметрах цилиндров винтового преобразователя), в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат - по сравнению с прототипом уменьшается вес и габариты поворотного устройства, а соответственно, вес и габариты аэродинамической поверхности, обеспечивается более эффективное функционирование винтового преобразователя в условиях больших аэродинамических нагрузок и больших углов раскладывания.
Предложенное техническое решение может найти применение в конструкциях складываемых рулевых поверхностей беспилотных летательных аппаратов.
Изобретение поясняется фиг.1, 2, 3.
На фиг.1 изображен общий вид складываемой аэродинамической поверхности с винтовым преобразователем движения, на фиг.2 - сечение по винтовому преобразователю в разложенном положении поворотной части, на фиг.3 - сечение по винтовому преобразователю в сложенном положении поворотной части.
Предлагаемая складываемая аэродинамическая поверхность содержит неподвижную часть 1, шарнирно навешенную на нее поворотную часть 2. С поворотной частью 2 соединен цилиндр 3, внутри которого с возможностью взаимного поворота размещен цилиндр 4, соединенный с неподвижной частью 1. На обечайках цилиндров выполнены винтовые прорези 5 и 6, с боковыми поверхностями которых (через сферические втулки 7 и 8) взаимодействует палец 9, закрепленный на толкателе 10 силового привода 11. От взаимного продольного перемещения цилиндры ограничены упорным подшипником 12.
Описанная складываемая аэродинамическая поверхность работает следующим образом.
При срабатывании силового привода 11 толкатель 10 перемещает палец 9 по винтовым прорезям 5 и 6. Взаимодействуя с винтовой прорезью 5, палец 9 поворачивается с толкателем 10 относительно неподвижной части 1, поворачивая через винтовую прорезь 6 поворотную часть 2 на тот же угол. Взаимодействуя с винтовой прорезью 6, палец 9 «дополнительно» поворачивает поворотную часть 2. Таким образом, на меньшем ходе силового привода и винтового преобразователя обеспечивается необходимый угол раскладывания аэродинамической поверхности, «нерабочий паз» ограничителя поворота в предложенном винтовом преобразователе превращается в «рабочий» - он также поворачивает поворотную поверхность на свою часть угла складывания.
Складываемая аэродинамическая поверхность, содержащая неподвижную и шарнирно навешанную на нее поворотную части, толкатель, скользящий внутри отверстий шарнира, и винтовой преобразователь поступательного движения толкателя во вращательное движение поворотной части аэродинамической поверхности, включающий цилиндр с винтовыми поверхностями и взаимодействующий с ними палец, отличающаяся тем, что винтовой преобразователь снабжен вторым цилиндром с винтовыми поверхностями другого направления, чем винтовые поверхности первого цилиндра, цилиндры расположены концентрично друг к другу и ограничены от взаимно-поступательных перемещений, при этом один из цилиндров соединен с неподвижной частью аэродинамической поверхности, а другой - с поворотной частью, толкатель размещен во внутреннем цилиндре с возможностью поступательных и вращательных перемещений, палец установлен на толкателе и взаимодействует с винтовыми поверхностями обоих цилиндров через сферические втулки, а винтовые поверхности каждого цилиндра образованы боковыми поверхностями винтовых пазов, выполненных на диаметрально противоположных сторонах обечаек цилиндров.
