RU2058911C1

RU2058911C1 - Swivel unit for folding wing at basing

Info

Publication number: RU2058911C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Осокин; В.В. Глухов
Original assignee: Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: aviation; sports aeroplanes and flying vehicles used on watercraft. SUBSTANCE: locking mechanism is made in form of wedge-shaped self-locking fastener in which support 10 of movable plate is mounted on tiltable part of wing 1 and fastener bracket-housing 8 has cover of fastener, spring-loaded movable plate 11, spring-loaded retainer 17, supporting spring 14, lever 15 with bell crank 16, plate 12 and rod 13 on central part of wing. Movable plate 11, retainer 17 and support 10 of movable plate 11 are made for displacement and turns and their bearing surfaces are engageable with each other; bell crank 16 with lever 15 is engageable with movable plate by shaped hole. EFFECT: increased service life of wing, reduced mass of wing and high readiness of flying vehicle for change of position. 2 dwg

Description

Изобретение относится к авиации и предназначается для использования в конструкции летательных аппаратов типа дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА) того класса, для которого характерна эксплуатация с быстрой сменой стартовых позиций в составе передвижного наземного комплекса группой изделий с ограничениями на габаритные размеры по условиям транспортировки. Может быть использовано в конструкции спортивных самолетов, а также ДПЛА и самолетов, применяемых с плавучих средств базирования. The invention relates to aviation and is intended for use in the design of aircraft of the type of remotely piloted aircraft (UAVs) of the class that are characterized by operation with a quick change of launch positions in a mobile ground complex with a group of products with restrictions on overall dimensions under transportation conditions. It can be used in the construction of sports aircraft, as well as UAVs and aircraft used with floating vehicles.

Известно устройство для быстрой установки и съема элементов летательных аппаратов [1]
Обеспечивая полетное и отклоненное от полетного положение поворотной части крыла (ПЧК) относительно центральной части крыла (ЦЧК), ограниченной в размахе бортами фюзеляжа, это устройство включает в себя как группу элементов навески ПЧК на ЦЧК, так и группу элементов фиксации ПЧК относительно ЦЧК в полетном положении. Элементы группы навески выполнены в виде двух кронштейнов, закрепленных в передней и задней частях профиля ПЧК, и двух ответных осей, установленных по стыку ЦЧК с бортом фюзеляжа так, что ПЧК имеет возможность для отклонения вниз за счет поворота относительно осей.A device for the quick installation and removal of elements of aircraft [1]
Providing the flight and deviated from the flight position of the wing part of the wing (FCC) relative to the central part of the wing (CFC), limited in scope by the sides of the fuselage, this device includes both a group of mounting elements of the FCC on the CSC and a group of fixing elements of the FCC relative to the CSC in flight position. The elements of the hinge group are made in the form of two brackets fixed in front and rear of the PChK profile, and two reciprocal axes mounted at the junction of the CCK with the side of the fuselage so that the PCH is able to deviate downward due to rotation about the axes.

Недостатками указанного устройства являются
необходимость размещения элементов, несущих ось поворота ПЧК, только по борту фюзеляжа и отклонения ПЧК только вниз;
зависимость эффективности работы расчалок от положения крыла по высоте относительно фюзеляжа с невозможностью применения для крыла высокопланной схемы;
существенное отрицательное влияние вынесенных в поток расчалок на аэродинамику обтекания крыла;
неэффективная в отношении массы конструкции схема передачи нагрузок для случаев растяжения верхней поверхности крыла;
значительный эксцентриситет при передаче усилий от изгибающего момента с ПЧК на ЦЧК из-за потерь строительной высоты в сечении с узлами навески и фиксации, увеличивающий издержки массы устройства;
люфт ПЧК относительно ЦЧК в полете за счет деформации расчалок при малом расстоянии между осями навески и кулачками фиксации с наличием между ними зазоров;
время для складывания ПЧК и установки в полетное положение увеличено тем, что кроме поворота фиксирующих кулачков над осями навески требуется закрепление с определенной мерой затяжки минимум одного конца каждой расчалки.The disadvantages of this device are
the need to place elements bearing the axis of rotation of the inverter only on board the fuselage and the deviation of the inverter only down;
the dependence of the operation efficiency of the braces on the position of the wing in height relative to the fuselage with the inability to use a highly planed wing;
significant negative effect of braces taken into the stream on the aerodynamics of the wing flow around;
load transfer scheme ineffective with respect to the mass of the structure for cases of stretching of the upper surface of the wing;
significant eccentricity in the transfer of forces from the bending moment from the inverter to the inverter due to the loss of construction height in the section with attachment and fixing nodes, which increases the cost of the mass of the device;
the backlash of the inverter relative to the inverter in flight due to the deformation of the braces at a small distance between the axes of the linkage and the cams of fixation with the presence of gaps between them;
the time for folding the inverter and installing in the flight position is increased by the fact that in addition to turning the locking cams over the link axes, at least one end of each brace must be fixed with a certain tightening measure.

В качестве прототипа принято устройство поворотного узла складывания и раскладывания поворотной части крыла относительно корневой части крыла [2] содержащее общую ось поворота для центральной и поворотной частей крыла, элементы ухо-вилка и механизм запирания, разнесенный по размаху крыла, выполненный в виде управляемого тягой фиксатора, опоры и подпружиненного курка, фиксирующих крыло в полетном положении, а также фиксатора и площадки на центральной части крыла в транспортном положении. As a prototype, a device of a rotary assembly for folding and unfolding a rotary part of a wing relative to the root part of a wing [2] is adopted containing a common axis of rotation for the central and rotary parts of the wing, ear-fork elements and a locking mechanism spaced apart by the wingspan, made in the form of a traction-controlled lock , supports and a spring-loaded trigger fixing the wing in the flight position, as well as the retainer and the platform on the central part of the wing in the transport position.

Недостатками такого устройства являются
наличие люфта, вызванное зазором в соединении цилиндрический фиксатор отверстие, обеспечивающих подвижность фиксатора;
склонность к заклиниванию фиксаторов в отверстиях при малых зазорах в соединениях;
увеличение люфта по мере износа соединений в процессе эксплуатации;
сложность обеспечения соосности и параллельности оси складывания и отверстий фиксаторов при изготовлении;
увеличение массы конструкции при увеличении жесткости, необходимой для обеспечения неизменности геометрии взаимного положения отверстий фиксаторов при эксплуатации.The disadvantages of such a device are
the presence of play caused by a gap in the connection of the cylindrical retainer hole, providing mobility of the retainer;
the tendency to jam locks in the holes with small gaps in the joints;
increase in play as the joints wear during operation;
the difficulty of ensuring alignment and parallelism of the folding axis and the holes of the clamps in the manufacture;
an increase in the mass of the structure with an increase in the stiffness necessary to ensure the constancy of the geometry of the relative position of the holes of the clips during operation.

Целью изобретения является увеличение ресурса крыла с одновременным снижением массы и повышением готовности к смене позиции. The aim of the invention is to increase the resource of the wing while reducing weight and increasing readiness for a change of position.

Для этого в устройстве поворотного узла складывания крыла при базировании, содержащем общую ось поворота для центральной и поворотной частей крыла, элементы ухо-вилка и механизм запирания, последний выполнен в виде клинового самозапирающегося замка, элементы которого расположены на центральной и поворотной частях крыла, при этом на центральной части крыла закреплен кронштейн-корпус замка с направляющими, взаимодействующими с подвижной подпружиненной планкой, и снабженный крышкой, на которой установлены подпружиненный фиксатор, рычаг с качалкой и подпружиненная подвижная планка с клиновидной запирающей частью, выполненная с фигурным отверстием под качалку; а на поворотной части крыла установлена опора подвижной планки, причем подвижная планка, фиксатор и опора подвижной планки выполнены с возможностью перемещений и поворотов с взаимодействием по опорным поверхностям друг друга, а качалка с рычагом по фигурному отверстию с подвижной планкой. To do this, in the device of the rotary assembly of folding the wing when basing, containing a common axis of rotation for the central and rotary parts of the wing, ear-fork elements and a locking mechanism, the latter is made in the form of a wedge self-locking lock, the elements of which are located on the central and rotary parts of the wing, on the central part of the wing there is a bracket-lock body with guides interacting with a movable spring-loaded bar and equipped with a cover on which a spring-loaded lock is mounted, a lever with a rocking chair and a spring-loaded movable bar with a wedge-shaped locking part, made with a figured hole for a rocking chair; and on the rotary part of the wing there is a support for the movable bar, and the movable bar, the latch and the support of the movable bar are made with the possibility of movements and turns with interaction on the supporting surfaces of each other, and a rocking chair with a lever along a curved hole with a movable bar.

На фиг. 1 схематически изображена зона узла складывания ПЧК на ЦЧК, вид на крыло в плане; на фиг. 2 сечение А-А, иллюстрирующее полетное, а также по этапам складывания положения ПЧК относительно ЦЧК в зоне поворотного узла складывания. In FIG. 1 schematically shows the area of the folding assembly of the inverter in the central inverters, view of the wing in plan in FIG. 2 is a section A-A illustrating the flight, as well as the steps of folding the position of the inverter relative to the inverter in the area of the rotary folding unit.

В устройство входят следующие элементы: поворотная часть крыла (ПЧК) 1, центральная часть крыла (ЦЧК) 2, ось 3, плоскость переднего лонжерона 4 крыла, плоскость заднего лонжерона 5 крыла, заднее ухо 6 соединения ухо-вилка, переднее ухо 7 соединения ухо-вилка, коробчатый кронштейн-корпус 8 замка, плоскость притвора 9, опора 10 подвижной планки 11, тарелка 12, стержень 13, опорная пружина 14, рычаг 15, качалка 16, фиксатор 17, крышка 18 замка, пружина 19 фиксатора, щиток 20 и пружина поджатия 21. The device includes the following elements: the rotary part of the wing (FCC) 1, the central part of the wing (CSC) 2, axis 3, the plane of the front side member 4 of the wing, the plane of the rear side member 5 of the wing, the rear ear 6 of the ear-fork connection, the front ear 7 of the ear connection - fork, box-shaped bracket-housing 8 of the lock, narthex plane 9, support 10 of the movable bracket 11, plate 12, rod 13, support spring 14, lever 15, rocker 16, lock 17, lock cover 18, lock spring 19, shield 20 and preload spring 21.

Требуемые положения ПЧК 1 относительно ЦЧК 2 обеспечены соединением их посредством двух элементов ухо-вилка на общей оси поворота 3 консоли крыла; один вдоль плоскости переднего лонжерона 4 крыла, другой заднего лонжерона 5. При этом уши 6 и 7 соединений выполнены как выступы монолитного кронштейна-корпуса 8 замка, размещенного на ЦЧК в ее межлонжеронной части. Разъемное крепление ПЧК с ЦЧК достигнуто за счет клинового самозапирающегося замка, примыкающего своими деталями в зоне между ушами к плоскости притвора 9. Он состоит из размещенной на торце ПЧК опоры 10 подвижной планки, которая связана с находящимися на ЦЧК подвижной планкой 11, подпружиненной на запирание посредством тарелки 12, стержня 13 и опорной пружины 14, а также рычагом 15 и качалкой 16 через фигурное отверстие подвижной планки. При этом клиновыми частями замка являются подвижная планка 11 и опора 10 подвижной планки 11. Связь фиксатора 17 с подвижной планкой 11 по типу запирания и отпирания введена путем установки фиксатора 17 на крышке 18 замка 8 так, что один конец фиксатора 17 навешен на крышке замка подвижно, а другой уперт в крышку 18 замка 8 через пружину 19 фиксатора 17 подвижной планкой 11 или опорой 10 подвижной планки. Конструкция ПЧК в зоне элементов навески ухо-вилка имеет ниши, закрытые в полетном положении частично ушами 6 и 7, выходящими на поверхность крыла, частично щитками 20 с пружинами поджатия 21. При этом кронштейн-корпус замка 8 выполнен с направляющими 22 под подвижную планку 11, а крышка 18 замка 8 выполнена с проушинами 23 навески фиксатора 17. The required positions of the inverter 1 relative to the inverter 2 are provided by connecting them by means of two ear-plug elements on a common axis of rotation 3 of the wing console; one along the plane of the front wing spar 4, the other of the rear spar 5. In this case, the ears 6 and 7 of the joints are made as protrusions of a monolithic bracket-body 8 of the lock located on the central control unit in its inter-spar part. The detachable fastening of the inverter with the central inverter is achieved by a wedge self-locking lock adjacent to the plane of the vestibule 9 with its parts in the area between the ears. It consists of the movable bar support 10 located at the end of the inverter, which is connected to the movable bar 11 located in the central inverter, which is spring-loaded to lock by plates 12, the rod 13 and the support spring 14, as well as the lever 15 and the rocker 16 through the figured hole of the movable strap. The wedge parts of the lock are the movable bar 11 and the support 10 of the movable bar 11. The latch 17 is connected to the movable bar 11 by the type of locking and unlocking by installing the latch 17 on the lid 18 of the lock 8 so that one end of the latch 17 is movably mounted on the lock lid and the other rests on the lid 18 of the lock 8 through the spring 19 of the latch 17 with the movable bar 11 or the support 10 of the movable bar. The design of the inverter in the area of the ear-fork hinge elements has niches that are partially closed in the flight position by the ears 6 and 7 facing the wing surface, partly by shields 20 with compression springs 21. Moreover, the lock housing-bracket 8 is made with guides 22 for the movable bar 11 and the cover 18 of the lock 8 is made with the eyes 23 of the hinge of the retainer 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Передача расчетных нагрузок между ПЧК и ЦЧК в полетном их положении осуществляется через общую ось поворота консоли 3 и опору 10 подвижной планки 11 на уши 6 и 7 кронштейна-корпуса замка 8 и подвижную планку 11, находящуюся в направляющих 22 кронштейна-корпуса замка 8 в плоскости притвора 9. При этом подвижная планка воспринимает одну из пары сил от изгибающего момента, действующего в зоне крыла с устройством на плече, определяемом расстоянием между осью поворота консоли 3 и серединой контактной площадки, образованной клиновидными частями связанных вместе подвижной планки 11 и опоры 10 подвижной планки. Кроме того, на уши 6 и 7 действует от общей оси поворота консоли 3 перерезывающая сила и силы крутящего момента в сечении крыла. Основной фактор нагружения изгибающий момент, неоднократно меняющий в полете свою величину и направление, передается, во-первых, на плече, существенно большем строительной высоты профиля крыла, с последующей передачей усилий через сход на строительную высоту ЦЧК монолитной конструкции без стыковок и, во-вторых, в условиях полностью устраненного люфта в соединениях ухо-вилка и по контактной площадке подвижной планки с опорой подвижной планки. The calculated loads are transferred between the inverter and the inverter in their flight position through the common axis of rotation of the console 3 and the support 10 of the movable bar 11 to the ears 6 and 7 of the bracket body of the lock 8 and the movable bar 11 located in the guides 22 of the bracket body of the castle 8 in the plane narthex 9. In this case, the movable bar perceives one of a pair of forces from the bending moment acting in the wing zone with the device on the shoulder, determined by the distance between the axis of rotation of the console 3 and the middle of the contact area formed by the wedge-shaped parts connected s along the travel bar 11 and the support 10, the travel bar. In addition, the cutting force and torque forces in the wing section act on the ears 6 and 7 from the common axis of rotation of the console 3. The main loading factor is a bending moment, which repeatedly changes its magnitude and direction in flight, is transmitted, firstly, on the shoulder, significantly greater than the construction height of the wing profile, with subsequent transfer of forces through the descent to the construction height of the central control center of a monolithic structure without joints and, secondly , in conditions of completely eliminated play in the ear-plug joints and along the contact area of the movable bar with the support of the movable bar.

Выведение ПЧК из полетного положения достигается поворотом рычага 15 и качалки 16, отодвигающих планку 11 от плоскости притвора 9, преодолевая сопротивление опорной пружины 14 и освобождая опору 10 подвижной планки 11. При угловом отклонении ПЧК с освобожденной от поворотной планки 11 опорой 10 поворотной планки последняя высвобождает конец фиксатора 17, сжимающий пружину 19 фиксатора, который, опускаясь, замыкает подвижную планку от перемещения к плоскости притвора при отведенном от нее положении. При возвращении ПЧК в полетное положение опора 10 подвижной планки на торце ПЧК вступает в контакт с опорной поверхностью фиксатора 17 и, сжимая пружину 19 фиксатора, поднимает его, выводя из запирающего контакта с подвижной планкой 11, которая под действием сжатой опорной пружины 14 в момент конца поворота ПЧК, двигаясь по направляющим кронштейна-корпуса замка 8, проскакивает клиновидной частью под ответную часть опоры 10 подвижной планки, запирая ее. Плотная безлюфтовая фиксация ПЧК и ЦЧК по оси 3 и опоре 10 достигается при довороте рычага 15 с качалкой 16 в сторону, соответствующую движению планки к плоскости притвора. Выбору зазора по оси 3 и отсутствию люфта в продолжении полета отвечает клиновое соединение подвижной планки 11 с опорой 10 подвижной планки с углом клина 5^о.The removal of the inverter from the flight position is achieved by turning the lever 15 and the rocker 16, pushing the bar 11 away from the narting plane 9, overcoming the resistance of the support spring 14 and releasing the support 10 of the movable bar 11. With an angular deviation of the inverter with the support 10 of the rotary bar released, the latter releases the end of the latch 17, compressing the spring 19 of the latch, which, lowering, closes the movable bar from moving to the plane of the vestibule in the position withdrawn from it. When the inverter returns to the flight position, the support 10 of the movable bar at the end of the inverter comes into contact with the support surface of the latch 17 and, compressing the spring of the latch 19, lifts it out of the locking contact with the movable bar 11, which is under the action of the compressed support spring 14 at the end rotation of the inverter, moving along the guides of the bracket-housing of the lock 8, slides in the wedge-shaped part under the mating part of the support 10 of the movable strap, locking it. Dense backlash-free locking of the inverter and the inverter along the 3 axis and support 10 is achieved by turning the lever 15 with the rocker 16 to the side corresponding to the movement of the bar to the plane of the vestibule. Selection gap along the axis 3 and the absence of play in the extension of the flight is responsible keying travel bar 11 to support the travel bar 10 with a wedge angle ^of 5.

Данное техническое решение позволяет:
полностью устранить люфт между центральной частью крыла и поворотной частью крыла в полетном положении;
избежать потерь времени на устранение заклинивания фиксаторов в цикле работ по складыванию и раскладыванию крыла;
упростить требования к изготовлению и эксплуатации устройства за счет снятия условия соосности отверстий под фиксаторы и ось поворота консоли;
уменьшить массу конструкции, увеличив без ущерба для работоспособности допустимые деформации в устройстве;
быстро переработать конструкцию, обеспечивая легкий отъем поворотной части крыла в эксплуатации, если это требуется.This technical solution allows you to:
completely eliminate the backlash between the central part of the wing and the rotary part of the wing in the flight position;
to avoid loss of time for eliminating jamming of clamps in the cycle of work on folding and unfolding the wing;
to simplify the requirements for the manufacture and operation of the device by removing the condition of alignment of the holes for the latches and the axis of rotation of the console;
reduce the mass of the structure, increasing the permissible deformations in the device without sacrificing operability;
quickly redesign, providing easy removal of the rotary part of the wing in operation, if necessary.

Claims

DEVICE OF A SWING FOLDING ASSEMBLY OF A WING DURING BASING, containing a common axis of rotation, elements of the ear-plug and a locking mechanism, characterized in that, in order to increase the wing resource while reducing weight and increasing readiness to change position, the locking mechanism is made in the form of a wedge self-locking lock, whose elements are located on the central and rotary parts of the wing, while on the central part of the wing there is a bracket-lock body with guides interacting with a movable spring-loaded a lank equipped with a cover on which a spring-loaded lock is mounted, a lever with a rocking chair and a spring-loaded movable bar with a wedge-shaped locking part made with a figured hole for the rocker, and a movable bar bearing is mounted on the rotary part of the wing, the movable bar, the lock and the support of the movable bar with the possibility of movements and turns with interaction on the supporting surfaces of each other, and a rocking chair with a lever along a curly hole with a movable bar.