EA009542B1 - Усиленный щиток для закрытия проёмов в аэродинамическом профиле - Google Patents

Abstract

В изобретении описан усиленный щиток для закрытия проемов в аэродинамическом профиле транспортного средства, содержащий первую часть (1а) для крепления к элементу (2, 5) конструкции транспортного средства (11), расположенную в первой осевой плоскости (I), вторую эластичную часть (1с), закрывающую проем (3а, 3b) между неподвижной частью (5) и подвижной частью (6, 12) транспортного средства (11) и на своей внутренней поверхности (1е) снабженную покрытием (8) с низким коэффициентом трения, внешнюю поверхность (1k) со слоем (7а) стекловолокна, внутреннюю основу (9) из эластичного материала и упругую переходную часть (1g) между первой (1а) и второй (1с) частями, причем внешняя поверхность (1k) второй части (1с) щитка расположена вровень с внешней поверхностью (5а) неподвижной части транспортного средства и проходит к свободному концу (1d) как продолжение этой внешней поверхности (5а).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к щиткам или кожухам, используемым для того, чтобы закрывать проемы, такие как щели, просветы и вырезы, которые влияют на аэродинамические характеристики внешних поверхностей транспортных средств, например летательных аппаратов и скоростных поездов. Настоящее изобретение относится, в частности, к щиткам для закрытия проемов, расположенных между поверхностями подвижных и неподвижных элементов таких транспортных средств.

Уровень техники

На скоростных транспортных средствах, таких как летательные аппараты и скоростные поезда, имеются подвижные элементы, например рули высоты, рули направления или закрылки самолета, которые шарнирно крепятся к неподвижным элементам, в результате чего возникают проемы, влияющие на аэродинамический профиль. Такие проемы, которые могут иметь большую протяженность, необходимо уплотнять для уменьшения вредного или паразитного сопротивления транспортного средства таким образом, чтобы это не повлияло на аэродинамические характеристики поверхности, учитывая тот факт, что размеры таких проемов могут привести к нерасчетному обтеканию транспортного средства воздушным потоком. Эта проблема особенно важна для летательных аппаратов.

Типичным движением поверхностей подвижных элементов является вращение вокруг неподвижной оси, при котором образуются щели между неподвижным и подвижным элементами. Кроме того, если ось такого вращения располагается возле поверхности, узел навески подвижного элемента может представлять помеху для внешней обшивки подвижной поверхности, и поэтому должны быть предусмотрены вырезы, размеры которых должны учитывать указанную помеху при максимальном отклонении поверхности. После перехода в положение крейсерского полета вырезы остаются открытыми наружу, что приводит к проблемам аэродинамического плана, с одной стороны, заключающимся в возможности непредвиденного поведения транспортного средства, а с другой стороны, - в увеличении расхода топлива. Так, например, соединение руля высоты с корпусом летательного аппарата обычно содержит неподвижный элемент крепления, закрепленный на основной конструкции, покрытой аэродинамической панелью, и элемент крепления подвижной части, которые соединяются посредством узла, состоящего из стержня и втулок, которые служат осью вращения подвижной части.

Внутри полостей проемов, таких как щели или вырезы, образованных между неподвижным и подвижным элементами, обычно образуются завихрения, которые в результате приводят к увеличению паразитного сопротивления, и поэтому уплотнение должно быть направлено на максимальное уменьшение существующего проема. Поскольку открываются внутренние (не аэродинамические) элементы, воздушный поток может отклоняться, в результате чего возникают вышеупомянутые нерасчетные режимы обтекания. Кроме того, когда имеются проемы упомянутого типа в двух отдельных частях конструкции, соединенных между собой, возникает воздушный поток внутри конструкции, который может вызывать в выходном отверстии срыв потока, что приводит к снижению аэродинамической эффективности, и поэтому необходимо уплотнение таких проемов для того, чтобы закрыть как можно большую их часть для создания эффективного барьера, который ограничит или вообще заблокирует этот воздушный поток.

Для преодоления проблем, связанных с ухудшением аэродинамического качества, вызываемым щелями и проемами между подвижным и неподвижным элементами, были предложены различные типы щитков, или уплотнений.

Первый тип таких уплотнений - это неусиленные уплотнения в виде язычка, покрытые полиэфирной тканью с низким коэффициентом трения. Хотя такие уплотнения способны выдерживать значительные отклонения, отсутствие усиления при некоторых условиях, например, на высоких крейсерских скоростях, может приводить к биению язычка уплотнения, что приводит к уменьшению его эффективности и отрицательно сказывается на аэродинамическом качестве. Более того, при перемещениях, при которых трение о поверхность подвижного элемента приводит к стягиванию уплотнения, может происходить заклинивание, особенно при отложениях грязи на поверхностях.

Второй тип уплотнений - это уплотнение в виде язычка с внутренним усилением тканью, покрытое полиэфирной тканью с низким коэффициентом трения. Хотя такое устройство устраняет некоторые недостатки уплотнений в виде язычка, не имеющих усиления, однако оно имеет недостаток, заключающийся в том, что усиление за счет ткани недостаточно для того, чтобы снизить вышеупомянутое биение до приемлемого уровня.

Третий тип уплотнений - это уплотнение в виде язычка с выполненным с ним как единое целое пластиковым или металлическим усилением, покрытое тканью с низким коэффициентом трения, которое, хоть и имеет достаточную жесткость, но требует использования вспомогательной структуры в качестве опоры для уплотнения, что в результате дает удовлетворительное решение проблемы обеспечения аэродинамического качества, но приводит к неприемлемому увеличению веса.

Поэтому возникла необходимость в разработке щитка, обеспечивающего эффективное уплотнение щелей и проемов вышеупомянутого типа и максимально возможное снижение лобового и паразитного сопротивления, препятствуя возникновению нерасчетных режимов обтекания, а также имеющего контролируемую жесткость, позволяющую щитку выдерживать значительные отклонения и исключающую биения, крепящегося к смежной конструкции, встроенной в щиток, выступающего за аэродинамический

- 1 009542 контур в минимально возможной мере, имеющего высокую стойкость к воздействию атмосферных условий и обладающего хорошим с эстетической точки зрения внешним видом (отделкой), учитывая то, что такой щиток должен быть виден снаружи.

Краткое изложение сущности изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача преодоления рассмотренных выше недостатков известных устройств, для решения которой в изобретении предлагается усиленный щиток, или кожух, для закрытия проемов, таких как щели и вырезы, в аэродинамическом профиле транспортного средства, преимущественно летательного аппарата, имеющий первую, крепежную, часть для крепления к элементу конструкции транспортного средства с помощью средств крепления и вторую часть, выполненную в виде эластичного язычка такой протяженности, чтобы, по меньшей мере, частично закрывать проем между двумя частями внешней поверхности транспортного средства, например неподвижной и подвижной частями транспортного средства, и прилегать свободным концом к внешней поверхности подвижной части транспортного средства, и содержащий средство усиления, слой материала с низким коэффициентом трения скольжения, например слой полиэфирной ткани, по меньшей мере, частично покрывающий внутреннюю поверхность второй части щитка, а также внутреннюю основу из эластичного материала, например кремнийорганического каучука; в предлагаемом в изобретении щитке средство усиления включает по меньшей мере один слой стекловолокна, образованный на внешней поверхности первой части щитка и, по меньшей мере, на примыкающем к первой части участке внешней поверхности второй части щитка, первая часть щитка простирается в первой осевой плоскости, а вторая часть - во второй осевой плоскости, отличной от первой осевой плоскости, на участке второй части щитка, примыкающем к первой части, щиток имеет переходную часть, соединяющую его первую часть со второй.

В соответствии с изобретением толщина слоя стекловолокна может быть переменной с учетом напряжений, испытываемых первой и второй частями.

Максимального усиления обычно требуют первая часть и примыкающая к ней часть щитка, поскольку, с одной стороны, первая часть соответствует зоне крепления, т.е. обеспечивает крепление щитка к неподвижному элементу конструкции транспортного средства, тогда как примыкающий к первой части участок, на котором имеется вышеупомянутая плоскость перехода, как раз представляет собой участок с осью изгиба второй части по отношению к первой плоскости, и поэтому он подвержен постоянному действию изгибных напряжений. Поэтому предпочтительно, чтобы толщина слоя стекловолокна во второй части щитка уменьшалась в направлении свободного конца второй части, и еще более предпочтительно, чтобы толщина слоя стекловолокна постепенно уменьшалась от переходной части в направлении свободного конца второй части. На других участках слой стекловолокна выполнен более тонким, что позволяет уменьшить общий вес щитка, что особенно важно при его использовании на летательных аппаратах.

В соответствии с настоящим изобретением слой стекловолокна как средство усиления щитка может быть многослойной структурой, состоящей из нескольких листов стеклоткани, уложенных в пакет и склеенных с использованием известных технологий. На тех участках, где усиливающий слой должен быть толще, в пакет укладывается большее число листов стеклоткани, вырезаемых по соответствующим шаблонам, определяющим форму и размеры каждого их этих листов.

Усиление щитка слоем стекловолокна в соответствии с настоящим изобретением дает существенные преимущества по сравнению с известными средствами усиления, в которых используются пластмассовые или металлические элементы. Так, что касается прежде всего технологии изготовления предлагаемого в изобретении щитка, необходимое различие толщины на разных участках щитка, позволяющее уменьшать толщину усиливающего слоя на тех участках, которые не испытывают значительных напряжений, легко достигается за счет изменения толщины слоя стекловолокна, в противоположность ситуации, когда для получения переменной толщины необходимо соответствующее формование пластмассовых усиливающих элементов или использование металлических усиливающих элементов, например, путем их химической обработки.

Кроме того, использование стекловолокна в качестве усилителя (армирующего материала) композиционного материала улучшает, по сравнению с обычными армирующими материалами, например углеродным волокном, гальваническую совместимость материалов, в результате чего уменьшается вероятность коррозии при установке щитка на алюминиевые части, которые разъедаются в контакте с углеродным волокном. С другой стороны, это позволяет избежать гальванической несовместимости, которая характерна для металлических усиливающих элементов в отношении углеродсодержащих элементов, которые широко используются в конструкции транспортных средств и особенно летательных аппаратов.

Другим преимуществом использования стекловолокна на внешней поверхности предлагаемого в изобретении щитка является то, что на эту внешнюю поверхность можно нанести лакокрасочное покрытие, повысив стойкость конструкции к воздействию атмосферных условий и заметно улучшив с эстетической точки зрения внешний вид щитка с обеспечением целостности цветового решения транспортного средства, в силу чего требования к выбранным лакокрасочным покрытиям (грунт и отделочное покрытие) включают совместимость с композиционными материалами, армированными стекловолокном, пригодность для нанесения на аэродинамические поверхности (отделочное покрытие с высоким содержанием сухого вещества) и высокую степень гибкости для того, чтобы предотвратить ухудшение состояния

- 2 009542 покрытия при изгибах уплотнения.

На вышеупомянутом участке, примыкающем к первой части щитка, для обеспечения требуемой степени прочности на изгиб основа также может иметь толщину, которая постепенно увеличивается вдоль переходной части и уменьшается в направлении свободного конца второй части щитка.

В одном варианте выполнения предлагаемого в изобретении щитка переходная часть расположена вдоль наклонной продольной оси, которая соединяет первую осевую плоскость со второй осевой плоско стью. Наклон внешней поверхности переходной части необязательно должен быть таким же, как наклон ее внутренней поверхности. То есть наклон внешней поверхности может быть таким же, как наклон скошенной кромки внешней поверхности неподвижной части транспортного средства, в то время как внутренняя поверхность может иметь больший наклон с целью увеличения утолщенной области основы щитка.

В соответствии с изобретением первая часть щитка может быть выполнена в форме крепежной (монтажной) планки, а вторая часть в соответствии с вариантом осуществления изобретения, наиболее подходящим для закрытия щели между неподвижной и подвижной частями, может иметь прямоугольную форму. В указанном варианте кромка свободного конца второй части может быть снабжена выступающим гребнем, который проходит от боковых сторон первого участка к его середине. Этот выступающий гребень может иметь форму утолщенного продольного ребра, которое соприкасается с внешней поверхностью той части, к которой щиток не прикреплен, например, подвижной части транспортного средства. Выступающий гребень может иметь в сечении дугообразную выпуклую форму.

В другом варианте осуществления изобретения, который особенно подходит для закрытия не только щелей между неподвижной и подвижной частями, но и вырезов в подвижной части, вторая часть щитка имеет два участка, следующих за участком, примыкающим к первой части в направлении свободного конца второй части, а именно первый участок с язычком, имеющим длину, обеспечивающую совместимость с другими вариантами уплотнения в пределах аэродинамического профиля, с возможностью использования закругленного выступающего нижнего гребня для контакта с подвижной частью и второй участок, более узкий, чем первый, который выступает за аэродинамический контур, и имеет размер, достаточный для того, чтобы закрывать вырез между неподвижной и подвижной поверхностями, и может быть выполнен без такого выступающего гребня для минимизации выступов за пределы аэродинамического профиля. Объединение этих двух участков в одном щитке обеспечивает плавный переход между ними, что делает возможным улучшение аэродинамического качества. В соответствии с указанным вариантом изобретения первый участок может быть снабжен выступающими гребнями, каждый из которых проходит от соответствующих боковых сторон к середине первого участка. Эти выступающие гребни также могут быть утолщенными ребрами, могут соприкасаться с внешней поверхностью подвижной части транспортного средства и могут быть разнесены друг от друга в поперечном направлении на расстояние, примерно равное длине основания второго участка. Выступающие гребни могут иметь в сечении дугообразную выпуклую форму. Подходящей формой в плане второго участка является, например, трапециевидная форма.

В предпочтительном варианте выполнения щиток содержит основу из кремнийорганического каучука и имеет первую часть, выполненную в виде язычка, и вторую часть, выполненную за одно целое с первой частью в виде планки для крепления к соседнему элементу конструкции. На своей внешней (аэродинамической) стороне основа усилена, или армирована, слоем стекловолокна с высоким качеством отделки поверхности, а на нижней стороне (контактирующей с подвижной частью транспортного средства) покрыта полиэфирной тканью с низким коэффициентом трения.

В соответствии с вариантом выполнения предлагаемого в изобретении щитка, особенно подходящим для использования в летательных аппаратах, в частности, для закрытия проемов на рулях высоты и рулях направления, а также на закрылках вышеописанного типа, первая часть в форме крепежной планки выполнена с уступом с возможностью ее привинчивания к элементу конструкции, например, к металлической панели или к панели из углеродного волокна, имеющей на нижней поверхности скос под уступ щитка. Жесткость этой планки, достигаемая за счет использования увеличенной толщины слоя стекловолокна, улучшает технологичность и облегчает ее установку без всяких помех для других частей и элементов конструкции. Кроме того, это дает возможность использовать для монтажа такие крепежные элементы, как заклепочные гайки, что позволяет отказаться от усиления крепления с помощью дополнительных металлических крепежных элементов, которые обычно используются для предотвращения разрывов уплотнений, армированных тканью. Такое альтернативное решение может использоваться в тех случаях, когда желательно снять уплотнение без доступа внутрь конструкции, поскольку уплотнение само удерживает гайку без необходимости использования гаечного ключа, что является необходимым для проверки узла крепежных элементов подвижной аэродинамической поверхности. Планка также может крепиться непосредственно с использованием обычных болтов с гайками и шайбами.

- 3 009542

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - схематический вид сверху хвостовой части летательного аппарата с рулями высоты, в которых для уплотнения щелей используется щиток в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 2 - схематический вид сверху зоны, выделенной окружностью на фиг. 1;

на фиг. 3 - схематический вид в разрезе по линии А-А', показанной на фиг. 2;

на фиг. 4 - более детальный схематический вид сверху щитка, показанного на фиг. 2;

на фиг. 5 - схематический вид сверху с частичным разрезом, на котором более детально иллюстрируется положение щитка, показанного на фиг. 2 и 4;

на фиг. 6 - схематический вид сбоку по линии В-В', показанной на фиг. 4;

на фиг. 7 - схематический вид сверху хвостовой части летательного аппарата, в которой используется щиток, особенно подходящий для уплотнения вырезов;

на фиг. 8 - схематический вид сверху зоны, выделенной окружностью на фиг. 7 и соответствующей месту, в котором расположен узел крепления руля высоты;

на фиг. 9 - схематический вид в разрезе по линии С-С', показанной на фиг. 8;

на фиг. 10 - схематический вид сверху щитка, показанного на фиг. 9;

на фиг. 11 - схематический вид с частичным разрезом, на котором более детально иллюстрируется положение щитка, показанного на фиг. 8 и 10 возле узла крепления руля высоты летательного аппарата;

на фиг. 12 - схематический вид в разрезе по линии Ό-Ό', показанной на фиг. 11;

на фиг. 13 - частичный схематический вид в разрезе по линии Е-Е' щитка в соответствии с фиг. 12, на котором показано расположение щитка на поверхности руля высоты в нейтральном положении;

на фиг. 14 и 15 - схематические виды сбоку, иллюстрирующие работу щитка, показанного на фиг. 13, при двух различных положениях руля высоты.

Перечень приведенных на чертежах ссылочных обозначений

- щиток;

1а - первая часть для крепления;

1Ь - внешняя поверхность первой части;

1с - вторая часть;

- свободный конец второй части;

I е - внутренняя поверхность второй части;

И - участок второй части, примыкающий к первой части;

1д - переходная часть;

111 - внутренний выступающий гребень;

II - первый участок второй части;

- второй участок второй части;

1к - внешняя поверхность второй части;

- элемент конструкции транспортного средства;

3а - щель;

3Ь - вырез;

- внутреннее пространство подвижной части;

- неподвижная часть;

5а - внешняя поверхность неподвижной части транспортного средства;

- подвижная часть транспортного средства;

6а - внешняя поверхность подвижной части;

- средство усиления щитка;

7а - слой стекловолокна;

- слой материала с низким коэффициентом трения;

- внутренняя основа из эластичного материала;

- средства крепления первой части щитка к элементу конструкции;

- транспортное средство (летательный аппарат);

- руль высоты;

12а - закругленная часть руля высоты;

- крепление на неподвижной конструкции;

- крепление на подвижной конструкции;

- винт;

- сквозное отверстие в крепежной части;

I - первая осевая плоскость;

II - вторая осевая плоскость;

III - продольная ось.

- 4 009542

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

На фиг. 1 показана хвостовая часть летательного аппарата, в которой расположены рули высоты 12, шарнирно соединенные с неподвижной конструкцией летательного аппарата непосредственно с помощью известных узлов крепления. Для обеспечения отклонения руля высоты 12 по отношению к неподвижной части руля высоты летательного аппарата обычно имеется щель 3 а между закругленной частью 12а руля высоты 12 и поверхностью 5а неподвижной конструкции 5. Щель 3а оказывает негативное влияние на аэродинамическое качество в связи с тем, что через эту щель воздушный поток может поступать в открытое пространство внутри руля высоты, в результате чего возникает турбулентность, приводящая к увеличению аэродинамического сопротивления. Кроме того, воздушный поток, поступающий через щель 3 а во внутреннее пространство 4 руля высоты, может нести в себе воду и посторонние предметы, которые могут вызывать износ и даже повреждение элементов, расположенных внутри руля высоты. Для закрытия этих щелей может использоваться предлагаемый в изобретении усиленный щиток.

Как показано на фиг. 2-6, предлагаемый в изобретении щиток 1 устанавливается для закрытия щели 3а, расположенной между криволинейной передней частью 12а руля высоты и поверхностью 5а неподвижной конструкции 5, таким образом, чтобы предотвратить поступление воздушного потока через щель 3 а в открытое пространство 4 между неподвижной конструкцией 2 руля высоты и его подвижной частью для исключения появления воздушных потоков во внутренней части руля высоты.

Щиток 1 содержит первую, крепежную, часть 1а, выполненную в форме крепежной планки, и вторую часть 1с, которая закрывает щель, опираясь на поверхность 6а руля высоты 12. Как показано на фиг. 3, щиток 1 крепится к неподвижной части конструкции руля высоты с помощью крепежных элементов, включающих болты с шайбами и гайками 10, вставляемые в сквозные отверстия 16 (см. фиг. 6), проходящие через крепежную планку 1а и неподвижную часть 5, состоящую из части внешней панели, которая, в свою очередь, прикреплена к элементу 2 силового набора руля высоты.

Между крепежной планкой 1а и второй частью 1с щитка имеется переходная часть 1д, которая обеспечивает разнесение планки 1а и второй части 1с по разным осевым плоскостям соответственно I и

II. Первая осевая плоскость I находится на уровне внутренней поверхности внешней панели 5, а вторая осевая плоскость II - на уровне внешней поверхности 5а внешней панели 5. В свою очередь, переходная часть 1д расположена вдоль наклонной продольной оси, проходящей от первой осевой плоскости I вверх до второй осевой плоскости II.

Благодаря такой конфигурации внешняя поверхность второй части 1с щитка может быть расположена вровень с внешней поверхностью 5а панели 5, а крепежная планка может крепиться к внутренней поверхности панели 5.

Как показано на фиг. 4, вторая часть 1с щитка имеет прямоугольную форму в плане и проходит от участка И, примыкающего к первой части щитка, вплоть до свободного конца 16, где она снабжена на ее внутренней поверхности выступающим гребнем 111. имеющим в сечении дугообразную выпуклую форму. Как показано на фиг. 3, этот гребень 11 соприкасается с внешней поверхностью закругленной части 12а руля высоты 12.

Как показано на фиг. 3 и 6, щиток содержит основу 9, выполненную из кремнийорганического каучука, на внешней поверхности снабженную средством 7 усиления, а на внутренней поверхности покрытую слоем 8 полиэфирной ткани с низким коэффициентом трения. В качестве средства 7 усиления щитка используется слой 7а стекловолокна, толщина которого изменяется в зависимости от напряжений, испытываемых первой и второй частями соответственно 1а и 1с. Эти напряжения выше в первой части 1а, соответствующей крепежной планке, поскольку в ней расположены точки средств 10 крепления, и в переходной части 1д, учитывая то, что ось изгиба между защемленной частью, в которую входит крепежная планка 1а, и свободным концом 16 второй части 1с расположена в переходной части 1д. Поэтому толщина слоя 7а стекловолокна в первой части 1а и на примыкающем к ней участке 1И второй части 1с больше, чем в остальной части щитка, и постепенно уменьшается от переходной части 1д в направлении свободного конца 16 второй части 1с. Толщина же основы 9 на участке И, примыкающем к первой части, постепенно увеличивается по длине переходной части 1д и уменьшается в направлении свободного конца 16 второй части 1с.

На фиг. 6 показано, как устроен усиливающий щиток слой 7а стекловолокна, образованный несколькими листами стеклоткани, уложенными в пакет и склеенными по известным методам. На тех участках, где усиливающий (армирующий) слой должен быть толще, а именно в части 1а щитка для крепления к неподвижному элементу, на примыкающем к нему участке И и в переходной части 1д, число листов стеклоткани больше, чем на других участках усиливающего слоя. Каждый из этих листов вырезается по шаблону, определяющему их размер и форму таким образом, чтобы они укладывались в пакет в нужной зоне.

На фиг. 7 показана хвостовая часть летательного аппарата, в которой рули высоты 12 шарнирно соединены с неподвижной конструкцией летательного аппарата непосредственно с помощью известных узлов крепления. Как показано на фиг. 2 и 11, такие узлы крепления состоят из элементов крепления 13, 14, соединенных с помощью стержня 15 и прикрепленных, соответственно, к неподвижной части рулей высоты летательного аппарата и к подвижной конструкции рулей высоты. Для обеспечения отклонения

- 5 009542 руля высоты 12 по отношению к неподвижной части руля высоты летательного аппарата обычно делается вырез 3Ь в криволинейной части 12а руля высоты 12. Вырез 3Ь оказывает негативное влияние на аэродинамическое качество в связи с тем, что через этот вырез воздушный поток может поступать в открытое пространство внутри руля высоты, в результате чего возникает турбулентность, приводящая к увеличению аэродинамического сопротивления. Кроме того, воздушный поток, поступающий через вырез 3Ь во внутреннее пространство руля высоты, может нести в себе воду и посторонние предметы, которые могут вызывать износ и даже повреждение элементов, расположенных внутри руля высоты. Эта проблема усиливается по мере увеличения количества узлов крепления и, соответственно, вырезов 3Ь, имеющихся в руле высоты. Для закрытия этих вырезов 3Ь может использоваться предлагаемый в изобретении усиленный щиток.

Как показано на фиг. 2-6, предлагаемый в изобретении щиток 1 устанавливается так, чтобы закрывать вырез 3Ь, расположенный в закругленной передней части 12а руля высоты, тем самым исключая поступление воздушного потока в открытое пространство 4 между неподвижной частью 2 руля высоты и его подвижной частью через щель 3 а и вырез 3Ь так, чтобы воздух не мог проходить внутрь руля высоты.

Щиток 1 содержит первую, крепежную, часть 1а, выполненную в виде крепежной планки, и вторую часть 1с, которая закрывает выемку 3, опираясь на поверхность 6а руля высоты 12. Как показано на фиг. 9, щиток 1 прикреплен к неподвижной части конструкции руля высоты с помощью элементов крепления, к которым относятся болты с гайками и шайбами 10, проходящие через сквозные отверстия 16, выполненные в крепежной планке 1а и неподвижной части 5, состоящей из части внешней панели, которая, в свою очередь, прикреплена к элементу 2 силового набора руля высоты.

Между крепежной планкой 1а и второй частью 1с щитка имеется переходная часть 1д, которая обеспечивает разнесение планки 1а и второй части 1с по разным осевым плоскостях соответственно I и II. Первая осевая плоскость I находится на уровне внутренней поверхности внешней панели 5, а вторая осевая плоскость II - на уровне внешней поверхности 5а внешней панели 5. В свою очередь, переходная часть 1д расположена вдоль наклонной продольной оси, проходящей от первой осевой плоскости I вверх до второй осевой плоскости II.

Благодаря такой конфигурации внешняя поверхность 1к второй части 1с щитка может быть расположена вровень с поверхностью 5а панели 5, а крепежная планка 1а может крепиться к внутренней поверхности панели 5.

Как показано на фиг. 10, вторая часть 1с щитка имеет первый участок 11 прямоугольной формы в плане, выходящий из примыкающего к первой части участка 1П, и второй участок Г) меньшего, чем первый участок, поперечного сечения, проходящий к свободному концу 16. Этот второй участок к) имеет трапециевидную форму в плане с проходящим в поперечном направлении основанием меньшей длины по сравнению с поперечным сечением первого участка 11. Первый участок 11 имеет на внутренней поверхности два выступающих гребня 111. которые имеют в сечении дугообразную криволинейную форму и проходят от соответствующих боковых сторон к середине первого участка 11. Как показано на фиг. 9, эти гребни 11 соприкасаются с внешней поверхностью 6а закругленной части 12а руля высоты 12 и разнесены в поперечном направлении на расстояние, по существу, равное длине основания второго участка 1].

Как видно на фиг. 9-12, щиток содержит основу 9, выполненную из кремнийорганического каучука, на внешней поверхности снабженную средством 7 усиления, а на внутренней поверхности покрытую слоем 8 полиэфирной ткани с низким коэффициентом трения. В качестве средства 7 усиления щитка используется слой 7а стекловолокна, толщина которого изменяется в зависимости от напряжений, испытываемых первой и второй частями соответственно 1а и 1с. Эти напряжения выше в первой части 1а, соответствующей крепежной планке, поскольку в ней расположены точки средств 10 крепления, и в переходной части 1д, учитывая то, что ось изгиба между защемленной частью, в которую входит крепежная планка 1а, и свободным концом 16 второй части 1с расположена в переходной части 1д. Поэтому толщина слоя 7а стекловолокна в первой части 1а и на примыкающем к ней участке 1П второй части 1с больше, чем в остальной части щитка, и постепенно уменьшается от переходной части 1д в направлении свободного конца 16 второй части 1с. Толщина же основы 9 на участке 1П, примыкающем к первой части, постепенно увеличивается по длине переходной части 1д и уменьшается в направлении свободного конца 16 второй части 1с.

На фиг. 12 показано, как устроен усиливающий щиток слой 7а стекловолокна, образованный несколькими листами стеклоткани, уложенными в пакет и склеенными по известным методам. На тех участках, где усиливающий (армирующий) слой должен быть толще, а именно в части 1а щитка для крепления к неподвижному элементу, на примыкающем к нему участке 1П и в переходной части 1д, число листов стеклоткани больше, чем на других участках усиливающего слоя. Каждый из этих листов вырезается по шаблону, определяющему их размер и форму таким образом, чтобы они укладывались в пакет в нужной зоне.

На фиг. 13-15 показано, как щиток работает при отклонениях руля высоты 12. На фиг. 13 щиток показан в состоянии, когда руль высоты находится в горизонтальном положении. В этом положении щиток опирается своей второй частью 1с через выступы или гребни, показанные на фиг. 9-11.

- 6 009542

При совершении летательным аппаратом эволюции с набором высоты руль высоты 12 толкает свободный конец 16 второй части 1с щитка, постепенно перемещая его вверх, пока вторая часть 1с не займет положение, показанное на фиг. 14. При выполнении летательным аппаратом эволюции на снижение теперь уже передняя закругленная кромка 12а руля высоты, своей поверхностью 6а соприкасающаяся с гребнями 11э, постепенно смещает свободный конец 16 второй части 1с вверх, пока вторая часть 1с щитка не займет положение, показанное на фиг. 15.

Как показано на фиг. 7-15, в любом из показанных положений щиток идеально закрывает вырез 3Ъ и тем самым отражает воздушные потоки таким образом, чтобы они не попадали через этот вырез во внутреннее пространство 4 руля высоты. Кроме этого, показано, как увеличенная толщина основы 9 и средства 7 усиления в переходной части 1д обеспечивает требуемый изгиб щитка, в то время как средство 7 усиление предотвращает биение второй части 1 с щитка.

Для уплотнения проемов в рулях высоты летательных аппаратов в качестве подходящих стеклотканей для слоя стекловолокна предлагаемого в настоящем изобретении щитка могут использоваться, например, стеклоткани из непрерывных нитей, пропитанных эпоксидной смолой, в соответствии с нижеприведенными техническими данными, которые указаны в качестве примера в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика	Значения
Стекловолокно	100%
Эпоксидная смола	Е644
Плотность	1,4
Степень пропитки	43%
Готовая ткань
Размер, см	100

Вес, г/м2	290-320
Толщина, мм	0,2-0,3
Предел прочности при растяжении, МПа	> 30
Предел прочности при изгибе, МПа	50-55

Что касается слоя материала с низким коэффициентом трения, то для него могут использоваться полиэфирные ткани, имеющие технические характеристики, которые указаны в качестве примера в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика	Значения
Тип полиэфирного материала	ЬРТ с силиконовым покрытием
Тип переплетения	Основа
Тип нити	Непрерывная, 55/56 дтекс
Переплетение	цепь 18 нитей уток 19 нитей
Вес, г/м2	200-500
Толщина, мм	0,3-0,5
Прочность на разрыв, даН/5 см	> 45
Предельное удлинение	> 65
Разрывное усилие, бар	> 10

Внутренняя основа щитка может быть изготовлена из кремнийорганического каучука, имеющего характеристики, которые указаны в качестве примера в табл. 3.

- 7 009542

Таблица 3

Характеристика	Значения
Твердость	46-55
Предел прочности при растяжении	> 4
Предельное удлинение, %	примерно 200

Предел прочность на срез	примерно 9
Плотность	примерно 1,2

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (26)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Усиленный щиток для закрытия проемов в аэродинамическом профиле транспортного средства, преимущественно летательного аппарата, имеющий первую часть (1а) для крепления к элементу (2, 5) конструкции транспортного средства (11) с помощью средств (10) крепления и вторую часть (1с), выполненную в виде эластичного язычка такой протяженности, чтобы, по меньшей мере, частично закрывать проем (3а, 3Ь) между неподвижной частью (5) и подвижной частью (6, 12) транспортного средства (11) и прилегать свободным концом (1ά) к внешней поверхности (6а) подвижной части (6, 12) транспортного средства, и содержащий средство (7) усиления, слой (8) материала с низким коэффициентом трения, по меньшей мере, частично покрывающий внутреннюю поверхность (1е) второй части (1 с) щитка, а также внутреннюю основу (9) из эластичного материала, отличающийся тем, что средство (7) усиления включает по меньшей мере один слой (7а) стекловолокна, образованный на внешней поверхности (1Ь) первой части (1а) щитка и по меньшей мере на одном примыкающем к первой части (1а) участке (1ί) внешней поверхности (1к) второй части (1с) щитка, первая часть (1а) щитка простирается в первой осевой плоскости (I), а вторая часть (1с) - во второй осевой плоскости (II), отличной от первой осевой плоскости (I), на участке (И) второй части (1с) щитка, примыкающем к первой части, щиток имеет упругую переходную часть (1д), расположенную между его первой (1а) и второй (1с) частями, а внешняя поверхность (1к) второй части (1с) щитка расположена вровень с внешней поверхностью (5а) неподвижной части (2) транспортного средства и проходит к свободному концу (1ά) как продолжение этой внешней поверхности (5а).
2. 2. Щиток по п.1, отличающийся тем, что проем является щелью (3а), и вторая часть (1с) щитка закрывает по меньшей мере часть этой щели.
3. 3. Щиток по п.2, отличающийся тем, что проем также содержит вырез (3Ь), а вторая часть (1с) щитка содержит первый участок (11) с первым поперечным сечением, выходящий из примыкающего к первой части участка (11), и второй участок (1)), проходящий к свободному концу (1ά), со вторым поперечным сечением, меньшим поперечного сечения первого участка (11), причем первый участок (11) закрывает, по меньшей мере, щель (3 а), а второй участок (1)) - по меньшей мере часть выреза (3Ь) таким образом, чтобы вырез (3Ь) закрывался по меньшей мере частью первого участка (11) и частью второго участка (1)).
4. 4. Щиток по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что слой (7 а) стекловолокна содержит уложенные в пакет и склеенные листы стеклоткани, причем толщина слоя (7а) стекловолокна определяется числом уложенных в пакет листов стеклоткани.
5. 5. Щиток по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что на участках первой и второй частей (1а, 1с) щитка, испытывающих большие напряжения, толщина слоя (7а) стекловолокна больше, чем на участках, испытывающих меньшие напряжения.
6. 6. Щиток по п.4, отличающийся тем, что на участках первой и второй частей (1а, 1с), испытывающих большие напряжения, слой (7а) стекловолокна содержит большее число уложенных в пакет листов стеклоткани, чем на участках, испытывающих меньшие напряжения.
7. 7. Щиток по пп.1, 2, 3, 4 или 5, отличающийся тем, что в первой части (1а) щитка и на примыкающем к ней участке (11) второй части (1с) щитка толщина слоя (7а) стекловолокна больше, чем в других частях щитка (1).
8. 8. Щиток по п.4 или 6, отличающийся тем, что в первой части (1а) щитка и на примыкающем к ней участке (И) второй части (1с) щитка слой (7а) стекловолокна содержит большее число уложенных в пакет листов стеклоткани, чем в других частях щитка (1).
9. 9. Щиток по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что во второй части (1с) щитка толщина слоя (7 а) стекловолокна уменьшается в направлении свободного конца (1ά) этой второй части (1с).
10. 10. Щиток по пп.4, 6 или 8, отличающийся тем, что во второй части (1с) щитка число листов стеклоткани уменьшается в направлении свободного конца (1ά) этой второй части (1с).
11. 11. Щиток по п.1, отличающийся тем, что на участке (И), примыкающем к первой части щитка, толщина слоя (7а) стекловолокна постепенно уменьшается от переходной части (1д) в направлении сво

    - 8 009542 бодного конца (16) второй части (1с).
12. 12. Щиток по п.4, отличающийся тем, что на участке (11), примыкающем к первой части щитка, число уложенных в пакет листов стеклоткани постепенно уменьшается в переходной части (1д) в направлении свободного конца (16) второй части (1с).
13. 13. Щиток по пп.1, 11 или 12, отличающийся тем, что переходная часть (1д) расположена вдоль наклонной продольной оси, проходящей от первой осевой плоскости (I) до второй осевой плоскости (II).
14. 14. Щиток по пп.1, 11, 12 или 13, отличающийся тем, что на участке (11), примыкающем к первой части щитка, толщина основы (9) постепенно увеличивается в переходной части (1д) и уменьшается в направлении свободного конца (16) второй части (1с) щитка.
15. 15. Щиток по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере на части свободного конца (16) второй части (1с) щитка имеется выступающий вниз гребень (1й), соприкасающийся с внешней поверхностью (6а) подвижной части (6, 12) транспортного средства (11).
16. 16. Щиток по п.15, отличающийся тем, что каждый выступающий гребень (1й) имеет в сечении дугообразную выпуклую форму.
17. 17. Щиток по п.3, отличающийся тем, что второй участок (1)) имеет трапециевидную форму в плане.
18. 18. Щиток по п.17, отличающийся тем, что трапециевидный второй участок (1)) щитка имеет основание, в котором поперечное сечение щитка меньше, чем поперечное сечение первого участка (11).
19. 19. Щиток по п.18, отличающийся тем, что на первом участке (11) имеются два выступающих гребня (1й), проходящих от соответствующих боковых сторон к середине первого участка (11), соприкасающихся с внешней поверхностью (6а) подвижной части (6) транспортного средства (11) и разнесенных в поперечном направлении на расстояние, по существу, равное длине основания второго участка (1^).
20. 20. Щиток по п.1, отличающийся тем, что материалом основы (9) является кремнийорганический каучук.
21. 21. Щиток по п.1, отличающийся тем, что слой (8) с низким коэффициентом трения выполнен из полиэфирной ткани.
22. 22. Щиток по п.1, отличающийся тем, что первая часть (1а) выполнена в форме крепежной планки.
23. 23. Щиток по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, внешняя поверхность (1к) второй части (1 с) имеет лакокрасочное покрытие.
24. 24. Щиток по п.1, отличающийся тем, что его внешняя поверхность имеет лакокрасочное покрытие.
25. 25. Щиток по п.1, отличающийся тем, что в его первой части (1а) выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие (16) под средства (10) крепления.
26. 26. Щиток по п.25, отличающийся тем, что средства (10) крепления выбраны из группы, содержащей заклепки, пары болт-гайка и болт-заклепочная гайка.