Тяга управления толкающе-тянущего типа из пластика, армированного углеродными волокнами

Авторы патента:

F16C7/00 - Шатуны или подобные им дышла или тяги, имеющие шарниры на обоих концах (сцепные дышла для ведущих колес локомотивов B61C; предотвращение изменения направления перемещения передач при неблагоприятных условиях F16H 61/16); шатунные головки (головки, выполненные заодно с крейцкопфом, F16C 5/00)

B64C13/00 - Системы управления и передачи для приведения в действие поверхностей управления, предкрылков и закрылков, тормозных щитков или интерцепторов

Владельцы патента RU 2549730:

ГМТ ГУММИ-МЕТАЛЛЬ-ТЕХНИК ГМБХ (DE)

Изобретение относится к тяге управления толкающе-тянущего типа, обеспечивающей управление и механическую опору и применяемой в самолетостроении. Тяга управления содержит переходник, имеющий металлический трубчатый конец, а также внутренний трубчатый корпус и внешний трубчатый корпус, изготовленные из пластика, армированного углеродными волокнами (углепластика). Внешний трубчатый корпус снаружи по конусу охватывает с геометрическим замыканием металлический конец переходника, а внутренний трубчатый корпус изнутри с геометрическим замыканием соединен с металлическим концом переходника. Внутренний трубчатый корпус в зоне контакта с внешним трубчатым корпусом покрыт с внешней стороны слоем эластомера, разделяющим их и обеспечивающим защитный и демпфирующий эффект. Достигается снижение веса, устойчивость к внешним повреждениям, сохранность неизменной жесткости и прочности, а также передачи усилий как в направлении растяжения, так и в направлении сжатия после внешнего повреждения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к тяге управления толкающе-тянущего типа, обеспечивающей управление и механическую опору и применяемой в самолетостроении. Такие тяги также можно использовать в машиностроении и автомобилестроении.

Как правило, указанные тяги управления толкающе-тянущего типа, по существу, содержат трубчатый корпус, на каждом конце которого предусмотрен переходник, предназначенный для монтажа указанной тяги. Такие тяги управления толкающе-тянущего типа обеспечивают передачу как растягивающих, так и сжимающих усилий. Обычно трубчатый корпус таких тяг изготавливают из металлических материалов, например из нержавеющей стали, алюминия или титана. Однако корпусы, изготовленные из указанных материалов, обладают недостатком, особенно существенным для самолетостроения, который заключается в том, что они имеют слишком большой вес. Указанный недостаток сводит на нет преимущество таких металлических трубчатых корпусов, состоящее в их устойчивости к внешним повреждениям. В результате, для изготовления тяг управления толкающе-тянущего типа (особенно применяемых в самолетостроении) стали использовать более легкие материалы, например, пластики, армированные углеродными волокнами (т.е. углепластики). Тяги управления толкающе-тянущего типа, изготовленные из углепластиков, хорошо известны. Однако известные тяги содержат исключительно однослойные трубчатые корпусы, непосредственно соединенные с переходником по прямой линии. Такая конструкция тяги лишь частично удовлетворяет требованиям, предъявляемым в авиационной промышленности. В частности, согласно весьма жестким директивам по проведению испытаний, принятым в авиационной промышленности, тяги управления толкающе-тянущего типа должны обеспечивать выполнение заданных функций даже при внешних повреждениях и в требуемой мере передавать как растягивающие, так и сжимающие усилия. Однако известные однослойные трубчатые корпусы из углепластика могут соответствовать указанным требованиям лишь при выполнении их с увеличенными размерами. Это, в свою очередь, приводит к упомянутому выше недостатку - увеличению веса конструкции.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить тяги управления толкающе-тянущего типа из такого композитного материала и такой конструкции, которые бы позволили решить проблему значительного веса и отличались при этом устойчивостью к внешним повреждениям (ударам). Кроме того, предлагаемые тяги даже после внешнего повреждения (удара) должны сохранять по существу неизменную жесткость и прочность и обеспечивать передачу усилий как в направлении растяжения, так и в направлении сжатия. В настоящем изобретении указанная задача решена следующим образом.

При испытаниях нагрузочной способности выяснилось, что в случае ударного повреждения трубчатого корпуса, изготовленного из углепластика, способность тяги выдерживать растягивающие нагрузки практически не меняется, при этом ее способность выдерживать сжимающие нагрузки, напротив, ухудшается существенно. Таким образом, для тех частей трубчатого корпуса, которые подвергаются сжимающей нагрузке, следует обеспечить особую защиту от ударных воздействий. При этом неожиданным оказалось, что для решения указанной задачи весьма эффективна следующая многослойная структура, отличающаяся от структуры известных однослойных трубчатых корпусов тяг управления толкающе-тянущего типа из углепластика.

На фиг.1 схематично показан трубчатый корпус из углепластика.

На фиг.2 показано, что трубчатый корпус предлагаемой тяги управления толкающе-тянущего типа содержит две трубки, изготовленные из углепластика, а именно внешнюю трубку 1 и внутреннюю трубку 2, соединенные с металлической насадкой переходника 4 (предпочтительно с вильчатым наконечником, резьбовой втулкой или другим характерным для таких переходников концевым элементом).

На фиг.3 подробно показана многослойная структура предлагаемой тяги.

Указанные внешний трубчатый корпус 1 и внутренний трубчатый корпус 2 из углепластика соединены с металлическим концом переходника 4 путем геометрического замыкания так, что внешний трубчатый корпус 1 находится поверх металлической насадки переходника в виде сходящей на конус трубки. При этом внутренний трубчатый корпус 2 расположен под металлическим концом переходника. Указанный внешний трубчатый корпус 1 предназначен для передачи растягивающих усилий, а указанный внутренний трубчатый корпус 2 служит для передачи сжимающих усилий. Подобная раздельная передача растягивающих и сжимающих усилий обеспечивается благодаря наличию конической поверхности между трубчатым корпусом 1 и металлическим концом переходника. Конические поверхности между металлическим концом переходника 4 и внешним трубчатым корпусом 1 воспринимают силы, возникающие при растяжении, в то время как внутренний трубчатый корпус 2 воспринимает силы сжатия. Однако, как показывает опыт, повреждение трубчатого корпуса из углепластика оказывает большее влияние на способность тяги передавать или воспринимать сжимающие усилия, чем на ее способность передавать или воспринимать растягивающие усилия. В результате, необходимо обеспечить особую защиту для тех частей тяги управления толкающе-тянущего типа, которые подвергаются воздействию сжимающих усилий, то есть для внутреннего трубчатого корпуса 2 из углепластика. Указанная защита обеспечивается благодаря тому, что внешний и внутренний трубчатые корпусы 1 и 2, изготовленные из углепластика, отделены друг от друга тонким слоем 3 эластомера. Таким образом, удается обеспечить защиту внутреннего трубчатого корпуса 2 от повреждений, возникающих из-за внешних воздействий (ударов).

Если металлические концы переходника изготовлены из алюминия, то для предотвращения коррозии указанные концы необходимо изолировать относительно трубчатых корпусов из углепластика, используя слой стекловолокна.

В качестве материала для трубчатого корпуса использован композит, состоящий из углепластика и эластомера. В данном случае для тех частей внутреннего трубчатого корпуса 2, которые подвергаются сжимающим нагрузкам, можно использовать трубки, изготовленные методом мокрой намотки или намотки препрегов (предварительно пропитанных волокон), методом пультрузии, методом инжекции смолы в закрытую форму (RTM) с применением реактопластов или термопластов. Из-за конструктивных особенностей внешний трубчатый корпус 1 из углепластика, подвергающийся воздействию растягивающих нагрузок, можно изготовить только методом мокрой намотки или намотки препрегов. В качестве эластомера предпочтительно использован силиконовый каучук.

Согласно настоящему изобретению тяги управления толкающе-тянущего типа из углепластика предпочтительно изготавливают в процессе следующих технологических операций и в следующей последовательности.

Сначала изготавливают внутренний трубчатый корпус 2 методом мокрой намотки или намотки препрегов (предварительно пропитанных волокон), методом пультрузии или методом инжекции смолы в закрытую форму (RTM) с применением реактопластов или термопластов. Затем на трубчатый корпус 2 вулканизируют слой 3 эластомера. Далее устанавливают и выравнивают металлический конец переходника 4. После этого методом мокрой намотки или намотки препрегов изготавливают внешний трубчатый корпус 1, прикрепляя и наматывая его на металлический конец переходника.

НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

1 - внешний трубчатый корпус

2 - внутренний трубчатый корпус

3 - слой эластомера

4 - переходник.

1. Тяга управления толкающе-тянущего типа, содержащая по меньшей мере один переходник (4), имеющий металлический трубчатый конец, а также внутренний трубчатый корпус и внешний трубчатый корпус, изготовленные из пластика, армированного углеродными волокнами (углепластика), причем внешний трубчатый корпус (1) из углепластика снаружи по конусу охватывает с геометрическим замыканием металлический конец переходника (4), а внутренний трубчатый корпус (2) из углепластика изнутри с геометрическим замыканием соединен с металлическим концом переходника (4),
отличающаяся тем, что внутренний трубчатый корпус (2) из углепластика в зоне контакта с внешним трубчатым корпусом (1) из углепластика покрыт с внешней стороны слоем (3) эластомера, который, таким образом, расположен между внутренним трубчатым корпусом (2) и внутренней стороной внешнего трубчатого корпуса (1), разделяя их и обеспечивая защитный и демпфирующий эффект.

2. Тяга по п.1, отличающаяся тем, что многослойная, по меньшей мере трехслойная, структура трубчатого корпуса, содержащего внешний трубчатый корпус (1) из углепластика, воспринимающий растягивающую нагрузку, внутренний трубчатый корпус (2) из углепластика, воспринимающий сжимающую нагрузку, и слой (3) эластомера, расположенный между указанными трубчатыми корпусами (1, 2), обеспечивает возможность раздельного восприятия растягивающих и сжимающих нагрузок, что позволяет защитить внутренний трубчатый корпус (2) указанной тяги, воспринимающий сжимающие нагрузки, от повреждений в результате внешних воздействий (ударов).

Похожие патенты:

Гибкий опорный шарнир // 2540356

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ракетостроению, и может быть использовано при изготовлении эластичных подвижных соединений, применяемых в конструкции поворотных управляющих сопел.

Способ изготовления металлической тяги, усиленной волокнами, и полученная тяга // 2495286

Изобретение относится к способу изготовления металлической тяги, усиленной в продольном направлении в своей толщине волокнистым элементом (2) жесткости. Выполняют металлическую заготовку, содержащую, по меньшей мере, один продольный паз (11, 12), выходящий на кромку заготовки.

Способ изготовления тяги из композитного материала // 2484319

Изобретение относится к способу изготовления тяги из композитного материала из волокнистой заготовки. .

Устройство для передачи вращающего момента от ведущего вала к ведомому валу // 2426021

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для передачи вращающего момента от ведущего вала к ведомому валу. .

Механическая деталь и способ ее изготовления // 2398056

Способ изготовления проушины на конструктивном элементе из композитного материала, в частности на тяге // 2383438

Изобретение относится к способу изготовления проушины на конструктивном элементе из композитного материала, в частности на тяге. .

Способ изготовления тяги из композитного материала // 2379185

Изобретение относится к способу изготовление тяги из композитного материала. .

Шатун двигателя внутреннего сгорания и способ его изготовления (варианты) // 2232308

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестроению, и может использоваться в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС). .

Гибкий шарнир // 2231693

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких соединений. .

Шатун двигателя внутреннего сгорания // 2170372

Изобретение относится к двигателестроению. .

Система управления летательным аппаратом, способ управления летательным аппаратом и летательный аппарат // 2537883

Группа изобретений относится к авиационной технике, а именно к системам управления летательными аппаратами (ЛА). Система управления ЛА содержит вычислительное средство (15), средство управления двигателем (17), управляющее работой двигателя на основании сигнала управления тягой, средство перемещения (16) управляющей поверхности (3), осуществляющее перемещение управляющих поверхностей на основании сигнала управления углом отклонения управляющей поверхности, и средство обнаружения отказа/повреждения (18) управляющей поверхности, способное обнаруживать неисправность по меньшей мере одной из управляющих поверхностей.

Электронное управляющее устройство для органа управления полетом воздушного судна, устройство управления полетом воздушного судна и воздушное судно с таким устройством управления полетом // 2537364

Электронное управляющее устройство для органа управления движением воздушного судна, содержащее управляемый орган пилотирования. Управляемый орган пилотирования соединен с одним или более органом управления воздушным судном.

Привод ходового винта // 2524810

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к приводу ходового винта. Привод содержит первую цепь нагрузки, образованную посредством ходового винта, и вторую цепь нагрузки, образованную посредством выполненного с возможностью скручивания сплошного торсиона, который расположен в ходовом винте и соединен с ним.

Электромеханический привод интерцептора крыла самолета // 2522638

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в приводах аэродинамических поверхностей летательных аппаратов. Устройство электромеханического привода интерцептора крыла самолета установлено на оси поворота, закрепленной в каркасе крыла, и имеет приводное звено многозвенного механизма, закрепленное на внутренней поверхности интерцептора.

Комплекс бортового оборудования вертолета // 2520174

Изобретение относится к бортовому оборудованию летательных аппаратов. Комплекс бортового оборудования вертолета содержит комплексную систему электронной индикации и сигнализации, пилотажный комплекс вертолета, пилотажно-навигационную аппаратуру, систему управления общевертолетным оборудованием, информационный комплекс высотно-скоростных параметров, пульты управления общевертолетным оборудованием, систему регулирования внутрикабинного освещения, интегрированную систему резервных приборов, ответчик системы управления воздушным движением, малогабаритную систему сбора и регистрации, комплекс средств связи, генератор цифровых карт, метеонавигационную радиолокационную систему, систему раннего предупреждения близости земли, бортовую систему диагностики вертолета, комплект внутреннего светотехнического и светосигнального оборудования, пульты-вычислители навигационные, аварийные спасательные радиомаяки, систему табло аварийной и уведомляющей сигнализации, основной канал информационного обмена, аудиоканал информационного обмена.

Устройство для оценки аэродинамического коэффициента и устройство для обнаружения отказа/повреждения управляющей поверхности // 2515947

Группа изобретений относится к авиации. Устройство для оценки аэродинамического коэффициента содержит средство (5) выработки командных сигналов угла отклонения.

Управление "утка" -2 /варианты/ // 2515817

Группа изобретений относится к авиации. Механический вариант цельноповоротного флюгерного переднего горизонтального оперения имеет управляемый тормоз или упор/упоры в кинематике привода.

Устройство и способ анализа остатка для обнаружения системных ошибок в поведении системы воздушного судна // 2501063

Настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ анализа остатка для обнаружения системных ошибок в поведении системы воздушного судна. Технический результат - повышение точности оценки состояния системы воздушного судна.

Способ управления уборкой механизации крыла самолета транспортной категории // 2494922

Изобретение относится к авиации, в частности к способам управления механизацией крыла при взлете, повышающим безопасность полета самолетов транспортной категории посредством защиты закрылков и предкрылков от чрезмерных аэродинамических нагрузок.

Поверхность управления летательного аппарата // 2492109

Изобретение относится к поверхностям управления для летательного аппарата. .

Система управления самолетом, самолет и способ управления самолетом // 2561168

Группа изобретений относится к устройству и способам управления самолетом. Самолет, оснащенный системой управления, которая содержит средство управления на основе двух законов управления, средство детектирования отказа/повреждения поверхности управления, вычислительное средство для вычисления углов и скоростей изменения углов отклонения поверхностей управления, а также для вычисления требуемых изменений моментов самолета, средство оценки необходимости выполнения переключения с одного закона управления на другой. При способе управления самолетом по первому закону управляют углами отклонения поверхностей управления, по второму закону - тягой двигателя. Производят переключение с первого закона на второй по результатам вычисления углов и скоростей изменения углов отклонения поверхностей управления с учетом результата детектирования отказа/повреждения поверхностей управления путем оценки того, превышают или нет вычисленные значения допустимые пределы измерения. Обеспечивается безопасность полета. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.