Самолёт с обтекателем антенн
Владельцы патента RU 2599078:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к авиационной технике. Самолет с обтекателем антенн содержит радиопрозрачный обтекатель и элементы его стыковки с поверхностью фюзеляжа. Радиопрозрачный обтекатель выполнен цельной конструкции и содержит на усиленном торце по контуру стыковочный пояс уголкового сечения, стыковочная полка которого выполнена по плоскости стыка и сопрягается с ответной стыковочной полкой балки, которая закреплена на фюзеляже. На стыковочной полке балки установлены направляющие штыри, а на стыковочном уголке обтекателя - ответные гнезда в виде втулок с направляющими отверстиями. Стыковочные полки, выступающие за контуры радиопрозрачного обтекателя, соединяются силовыми замками и закрыты аэродинамическим обтекателем. Изобретение направлено на улучшение радиопрозрачности обтекателя 10 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к установке на самолете крупногабаритного обтекателя антенн.
В настоящее время самолеты оснащены большим количеством антенн, в том числе, радиолокационными антеннами. Например, SU 1646194 A1 «Носовой отсек летательного аппарата» В64С 1/36, самолет Ил-82 (http://aviadejavu.ru/Site/Arts/Art7223.htm).
В нашей разработке рассматриваются системы, где антенны необходимо закрывать (защитить) радиопрозрачными (РП) обтекателями.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является самолет с обтекателем антенн Ил-82, где для антенн на верхней поверхности фюзеляжа за фонарем летчиков установлен крупногабаритный обтекатель новой разработки: длиной 9600 мм, шириной 2400 мм и высотой 1500 мм. Стенка обтекателя многослойной конструкции из стеклопластика с сотовым заполнителем и торцевой заделкой из сплошного стеклопластика.
Для удобства изготовления и для возможности монтажа обтекатель составлен из двух частей с поперечным стыком, примерно посередине его длины. Для монтажа - демонтажа антенн в верхней части обтекателя выполнены два люка габаритами 2200 мм × 1200 мм. Люки закрываются крышками. Крышки по краям усилены окантовками из сплошного стеклопластика и соединяются с аналогичными окантовками люков болтовыми соединениями.
Для соединения с фюзеляжем на его поверхности приклепан уголок, к вертикальной полке которого, сопрягаясь по внутренней поверхности этой полки, крепится обтекатель болтовыми соединениями.
Конструкция прототипа обтекателя имеет ряд недостатков:
- нарушение радиопрозрачности стыковкой двух половин обтекателя, а также окантовками люков, крышек люков и их креплением болтами;
- очень сложно и без подгонки по месту невозможно обеспечить сопряжение обтекателя с контурным угольником, а также сопряжение контурного угольника (с обтекателем) на поверхности фюзеляжа и зализа крыла, к которым угольник приклепывается, что не дает возможности обеспечения взаимозаменяемости обтекателя и даже демонтажа его для проведения ремонтных работ;
- конструкция торцевой усиленной части обтекателя выполнена с резким переходом по толщине стенки к регулярному сечению, что способствует концентрации напряжений в этих местах.
Таким образом:
- стыками двух половин обтекателя и крышек с окантовками люков нарушается радиопрозрачность обтекателя на главном участке действия антенн;
- резкие переходы в силовой конструкции (сплошной силовой обвод к регулярному сечению стенки обтекателя) создают концентрацию напряжений, снижают устойчивость к знакопеременным нагрузкам, уменьшают ресурс изделия;
- не предусмотрено обеспечение демонтажа обтекателя и легкоразъемность соединения обтекателя с фюзеляжем;
- не предусмотрена взаимозаменяемость обтекателей.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является:
- улучшение радиопрозрачных характеристик обтекателя путем разработки конструкции обтекателя в виде целого агрегата без стыков из частей и без люков;
- повышение прочности и долговечности конструкции путем разработки конструкции торцов обтекателя с плавным переходом от сплошной стеклопластиковой заделки к многослойной сотовой регулярной конструкции стенки обтекателя;
- обеспечение простоты конструкции и надежности соединения обтекателя с фюзеляжем, за счет стыковки по плоскости разъема с конструкцией на фюзеляже, обеспечение простоты конструкции оснастки, а также взаимозаменяемости и универсальности конструкции обтекателя.
Технический результат достигается тем, что радиопрозрачный обтекатель выполнен цельной конструкции. РП обтекатель содержит на усиленном торце по контуру стыковочный пояс уголкового сечения, стыковочная полка которого выполнена по плоскости стыка и сопрягается с ответной стыковочной полкой балки, которая закреплена на фюзеляже. На стыковочной полке балки установлены направляющие штыри, а на стыковочном уголке обтекателя - ответные гнезда в виде втулок с направляющими отверстиями. Стыковочные полки, выступающие за контуры радиопрозрачного обтекателя, соединяются силовыми замками и закрыты аэродинамическим обтекателем.
Главными конструктивными особенностями предлагаемой схемы конструкции обтекателя в отличие от прототипа являются стыковка его с основанием на фюзеляже, сопряжение стыкуемых элементов по плоскости, а также цельность обтекателя, которая обеспечивается также технологическими возможностями и наличием автоклава для изготовления крупногабаритных изделий, например, обтекателя для самолета Ил-82 (габариты: диаметр 10 м, ширина секции 4 м, высота 2 м) и других систем, а также опыт производства.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что оно обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид самолета с обтекателем антенн;
на фиг. 2 показан вид сбоку на обтекатель антенн;
на фиг. 3 показан вид сверху на обтекатель антенн;
на фиг. 4 показана установка обтекателя антенн в разрезе (сечение Б-Б);
на фиг. 5 показана конструкция носка обтекателя антенн в разрезе по передней части (сечение С-С);
на фиг. 6 на сечении И-И показана конструкция элементов стыка РП обтекателя с фюзеляжем;
на фиг. 7 показана конструкция стыковки обтекателя антенн с зализом крыла;
на фиг. 8 показаны втулки такелажных узлов;
на фиг. 9 показана установка направляющего штыря;
на фиг. 10 показана законцовка обтекателя антенн.
Самолет с обтекателем антенн, показанный на фиг. 1-10, представляет собой самолет типа Ил-82.
Антенны расположены на верхней панели носовой части фюзеляжа (за фонарем летчиков) и для защиты от внешней среды закрыты радиопрозрачным обтекателем 1 (фиг. 1, 2).
Обтекатель имеет П-образную форму в сечении в средней части (см. фиг. 4), а передняя и задняя части плавно переходят в обтекаемую овальную форму.
Для стыковки обтекателя 1 с фюзеляжем 2 на торце обтекателя закреплен болтовыми соединениями стыковочный пояс 3 уголкового сечения, горизонтальная полка которого обеспечивает плоскость стыка. На верхней обшивке фюзеляжа 2 по контуру пересечения обтекателя 1 с контуром фюзеляжа 2 установлена балка - основание для монтажа и крепления обтекателя 1 к фюзеляжу 2. Балка составлена из двух профилей уголкового сечения, где нижний уголок 4 крепится к фюзеляжу 2 заклепками и болтами к шпангоутам, а верхний уголок 5 крепится к нижнему уголку болтовыми соединениями. Верхняя полка балки обеспечивает горизонтальную плоскость стыка обтекателя 1 с фюзеляжем 2. РП обтекатель 1 к основанию крепится силовыми замками 6, например 1-6 ОСТ 1 13723-80 (см. фиг. 6).
На участках большой кривизны носовой и хвостовой частей обтекатель 1 не крепится к фюзеляжу 2 (фиг. 5). Так в носовой части торец обтекателя 1 подходит к контуру фюзеляжа 2 с зазором. Окантовывается торец носовой части обтекателя 1 гнутым из листа профилем 7. Полка профиля, сопрягаемая по наружному контуру обтекателя 1, крепится к нему болтами, а полка, сопрягаемая с контуром фюзеляжа 2 с зазором от него, заполняемым резиновым герметизирующим профилем 8. В задней части обтекатель 1 обрезается, не доходя до конца теоретического обвода, пересекающегося с теоретическим обводом зализа крыла (см. фиг. 10). Задний торец обтекателя 1 формируется типовым усилением из сплошного стеклопластика, а законцовка 9 обтекателя 1 выполняется в виде надстройки из алюминиевого сплава на зализе крыла с герметизацией резиновым профилем 8 между образованными задним торцом обтекателя 1 и его законцовкой 9 над зализом, выполненной в контурах «хвостика» обтекателя 1.
На фиг. 3 показаны вырезы в обшивке фюзеляжа под установку антенн 10, эксплуатационного люка 11 и настилы 12 для технического обслуживания.
Для обеспечения точного сопряжения стыковочного пояса 3 на обтекателе 1 с контуром стыковочной балки - верхним уголком 5 основания на фюзеляже 2, а следовательно, для совпадения всех отверстий под стыковочные силовые замки 6 на балке основания установлены четыре направляющих конусных штыря 13, а в уголковом поясе на обтекателе 1 соответственно - четыре направляющие втулки 14. Для установки такелажных узлов предусмотрены в стыковочном поясе 3 втулки 15. Стыковочный пояс 3 и верхний уголок 5 балки закрыты аэродинамическими обтекателями 16.
Перед монтажом на самолете на обтекателе 1 устанавливаются восемь такелажных узлов, которые крепятся через втулки 15 болтовыми соединениями. Затем подводятся тросовые стропы подъемного крана с крюками на концах, которые соединяются с такелажными узлами, после чего обтекатель 1 краном поднимается и переносится в положение над стыковочным основанием фюзеляжа 2.
Обтекатель 1, направляемый такелажниками, опускается на основание так, чтобы направляющие отверстия 14 на обтекателе 1 совпали с направляющими штырями 13 на основании (см. фиг. 9). Далее при совпадении отверстий 14 со штырями 13 обтекатель 1 опускают до плотного сопряжения стыковочных плоскостей на обтекателе 1 с ответными плоскостями балки на фюзеляже 2. Убедившись в сопряжении стыковочных плоскостей обтекателя 1 и основания, а также отверстий под силовые замки 6, производится окончательная стыковка с помощью силовых замков 6.
После окончательной стыковки обтекателя 1 с балкой на фюзеляже 2 устанавливается аэродинамический обтекатель 16.
Таким образом, эти конструктивные особенности обтекателя улучшают его радиопрозрачность, прочность и долговечность конструкции. Особенно важным является разработка конструкции универсального обтекателя и оснастки для его изготовления со стыковкой по плоскости разъема, обеспечивающей простоту и надежность в соединении, а также взаимозаменяемость и универсальность конструкции обтекателя.
Предлагаемое изобретение самолета с обтекателем антенн находится на стадии разработки эскизного проекта.
Самолет с обтекателем антенн, содержащий радиопрозрачный обтекатель и элементы его стыковки с поверхностью фюзеляжа, отличающийся тем, что радиопрозрачный обтекатель выполнен цельной конструкции и содержащий на усиленном торце по контуру стыковочный пояс уголкового сечения, стыковочная полка которого выполнена по плоскости стыка и сопрягается с ответной стыковочной полкой балки, которая закреплена на фюзеляже, при этом на стыковочной полке балки установлены направляющие штыри, а на стыковочном уголке обтекателя - ответные гнезда в виде втулок с направляющими отверстиями, кроме того, стыковочные полки, выступающие за контуры радиопрозрачного обтекателя, соединяются силовыми замками и закрыты аэродинамическим обтекателем.
