RU2482433C1

RU2482433C1 - Unfolding wing of two-stage missile

Info

Publication number: RU2482433C1
Application number: RU2011149858/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Волков; Вячеслав Александрович Земсков; Виктор Александрович Каверин
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-05-20

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: unfolding wing and a mechanism of wing unfolding are installed on different stages of a two-stage missile. The wing opens beyond its rear edge with the help of two fingers of a rotary level of an unfolding mechanism, the axis of rotation of which is installed coaxially with the axis of wing rotation.

EFFECT: reduction of rocket mass.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям (крыльям, рулям, стабилизаторам) и механизмам их раскрытия, и может быть использовано в конструкции механизмов раскрытия складываемых, находящихся под обтекателем, крыльев двухступенчатых ракет.The invention relates to the field of rocket technology, namely to folding aerodynamic surfaces (wings, rudders, stabilizers) and mechanisms for their disclosure, and can be used in the construction of mechanisms for opening folding, under the fairing, wings of two-stage missiles.

Ракеты с раскрывающимися аэродинамическими поверхностями (крыльями, рулями, стабилизаторами) широко и давно известны (патент США №3650496, 1972 г.; патенты РФ №2243488, F42B 10/14, 2004 г.; №2284450, F42B 10/14, 2006 г. и др.). Это ракеты, стартующие либо из транспортно-пусковых контейнеров, либо со стартово-разгонных ступеней и находящихся при разгоне под обтекателем. Наличие складываемых конструкций продиктовано уменьшением габаритов средств доставки ракет.Missiles with expanding aerodynamic surfaces (wings, rudders, stabilizers) are widely known for a long time (US patent No. 3650496, 1972; RF patents No. 2243488, F42B 10/14, 2004; No. 2284450, F42B 10/14, 2006 . and etc.). These are missiles starting either from transport-launch containers, or from launch-booster stages and located during acceleration under the fairing. The presence of folding structures is dictated by a decrease in the dimensions of missile delivery vehicles.

Наиболее близким по набору существенных признаков является техническое решение по патенту РФ №2365866, F42B 10/14, 2008 г., которое и было принято авторами за ближайший аналог.The closest set of essential features is the technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2365866, F42B 10/14, 2008, which was adopted by the authors for the closest analogue.

Данное техническое решение представляет собой складной руль, шарнирно закрепленный на корпусе ракеты и жестко фиксируемый после раскрытия. Руль переводится из сложенного положения в раскрытое с помощью механизма раскрытия руля, расположенного внутри вала привода управления рулем и представляющего в данном конкретном случае пружинный толкатель. В качестве механизма раскрытия можно было бы использовать (особенно в случае больших шарнирных моментов при раскрытии) устройства с другим принципом действия, например, пиротолкатели, пневмо- и гидромеханизмы.This technical solution is a folding steering wheel pivotally mounted on the rocket body and rigidly fixed after opening. The steering wheel is moved from the folded position to the opened one using the steering wheel opening mechanism located inside the steering drive shaft and representing in this particular case a spring pusher. As a disclosure mechanism, it would be possible to use (especially in the case of large hinge moments during disclosure) devices with a different operating principle, for example, pyro-pushers, pneumatic and hydromechanisms.

Указанное устройство представляет собой компактное устройство с малыми габаритными размерами, и может быть признано рациональным для одноступенчатых ракет с аэродинамическими поверхностями (рулями) малой площади.The specified device is a compact device with small overall dimensions, and can be considered rational for single-stage missiles with aerodynamic surfaces (rudders) of a small area.

Однако для вытянутых вдоль корпуса аэродинамических поверхностей (несущих крыльев) сверхзвуковых и гиперзвуковых ракет, включающих в себя для достижения заданной скорости полета разгонные (отделяемые) ступени, данное техническое решение использовать нецелесообразно, так как такие крылья, как правило, устанавливаются не менее, чем на двух значительно разнесенных по длине корпуса шарнирных опорах, а для их раскрытия (из-за большой скорости полета и значительной площади крыльев) требуются значительные усилия для преодоления больших шарнирных моментов при раскрытии. Это приводит к значительному увеличению массы (паразитной после раскрытия крыльев) размещенных на маршевой ступени механизмов раскрытия и систем, обеспечивающих их функционирование, и к уменьшению полезного объема внутри самой ракеты для размещения других систем ракеты.However, for supersonic and hypersonic missiles elongated along the body of the aerodynamic surfaces (bearing wings), which include accelerating (detachable) stages to achieve a given flight speed, this technical solution is not practical, since such wings are usually installed no less than two hinged supports that are significantly spaced along the length of the hull, and for their disclosure (due to the high flight speed and significant wing area) considerable effort is required to overcome large hinges key moments in the disclosure. This leads to a significant increase in the mass (parasitic after opening the wings) of the deployment mechanisms and systems that ensure their functioning, located on the marching stage, and to a decrease in the net volume inside the rocket itself to accommodate other rocket systems.

Указанные недостатки устраняются тем, что механизм раскрытия крыла конструктивно отделен от шарнирно установленного на корпусе маршевой ступени ракеты крыла, размещен на разгонной (отделяемой) ступени ракеты и взаимодействует с крылом посредством двух пальцев механизма, утопленных в гнездах, размещенных в задней кромке крыла. Наличие двух пальцев позволяет приложить момент на поворот крыла непосредственно к кромке крыла (в двух точках) и гарантировано повернуть крыло, в том числе и составное - с вращающимся элероном (элевоном) в задней части крыла. Выполнить такую операцию с составным крылом одним пальцем (контакт с кромкой в одной точке в виде сосредоточенной в точке силы) достаточно проблематично - крыло вместо того, чтобы раскрываться, может просто сложиться по линии вращения элерона (элевона) и в конце концов сломаться.These drawbacks are eliminated by the fact that the wing opening mechanism is structurally separated from the wing rocket, which is pivotally mounted on the body, is located on the upper stage of the rocket and interacts with the wing by means of two mechanism fingers recessed in sockets located in the trailing edge of the wing. The presence of two fingers allows you to apply a moment to the wing rotation directly to the wing edge (at two points) and it is guaranteed to rotate the wing, including the composite one - with a rotating aileron (elevon) in the rear part of the wing. To perform such an operation with a single wing with one finger (contact with the edge at one point in the form of a force concentrated at the point) is quite problematic - instead of expanding, the wing can simply fold along the line of rotation of the aileron (elevon) and eventually break.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами - на фиг.1, 2 представлен общий вид крыла с механизмом раскрытия (вид сбоку на крыло и вид по направлению полета).The proposed technical solution is illustrated by drawings - in Fig.1, 2 presents a General view of the wing with the opening mechanism (side view of the wing and a view in the direction of flight).

Устройство раскрываемого крыла состоит из фиксируемого в раскрытом положении (узлы фиксации условно не показаны) крыла 1, шарнирно установленного на двух опорах 2 на корпусе маршевой ступени 3 ракеты, механизма раскрытия крыла, выполненного в виде прилегающего к задней кромке 4 крыла 1 вращающегося рычага 5, ось вращения 6 которого размещена в опорном кронштейне 7, жестко закрепленного на разгонной (отделяемой) ступени 8 ракеты, и привода 9. При этом опорный кронштейн 7 установлен так, что оси шарнирных опор 2 крыла 1 и ось вращения 6 рычага 5 являются составными частями единой оси 10 (оси вращения опор 2 и рычага 5 совмещены по направлению), а на самом рычаге 5 жестко установлены разнесенные по его длине два пальца 11, которые, в свою очередь, заведены (утоплены) в гнезда 12, жестко закрепленные на задней кромке 4 крыла. В общем случае крыло 1 может быть выполнено составным и включать в себя помимо основной части 1 еще и вращающуюся по оси 13, образуемой шарнирами 14, аэродинамическую поверхность управления (элевон, элерон) 15, которая в сложенном положении крыла может слегка покачиваться на своей оси вращения 13 (из-за наличия люфтов в шарнирах).The device of the disclosed wing consists of a wing 1 fixed in the open position (fixation nodes not conventionally shown), pivotally mounted on two supports 2 on the body of the marching stage 3 of the rocket, a wing opening mechanism made in the form of a rotating arm 5 adjacent to the trailing edge 4 of the wing 1, the rotation axis 6 of which is located in the support bracket 7, rigidly mounted on the booster (detachable) stage 8 of the rocket, and the actuator 9. In this case, the support bracket 7 is installed so that the axis of the hinged supports 2 of the wing 1 and the axis of rotation 6 of the lever 5 are components of a single axis 10 (the axis of rotation of the supports 2 and the lever 5 are aligned in the direction), and on the lever 5 itself two fingers 11 are spaced apart along its length, which, in turn, are inserted (recessed) into the nests 12, rigidly fixed on the trailing edge of the 4 wing. In the general case, the wing 1 can be made integral and include, in addition to the main part 1, an aerodynamic control surface (elevon, aileron) 15, which rotates along the axis 13 formed by hinges 14, which, in the folded position of the wing, can swing slightly on its axis of rotation 13 (due to the presence of backlash in the hinges).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче управляющегося сигнала привод 9 поворачивает рычаг 5, а вместе с ним и крыло 1 с помощью двух пальцев 11, взаимодействующих с гнездами 12 в задней кромке 4 крыла, из сложенного положения в раскрытое до фиксации крыла на своих фиксаторах. С этого момента механизм раскрытия крыла больше не нужен и при разделении ступеней ракеты отбрасывается вместе с разгонной ступенью ракеты. Наличие в зацеплении с гнездами 12 крыла одновременно двух разнесенных по длине рычага 5 пальцев 11 позволяет раскрывать и составные крылья (с вращающимся на своей оси элероном или элевоном в задней части крыла) и ограничить действующие на заднюю кромку крыла усилия при раскрытии.When a control signal is supplied, the actuator 9 rotates the lever 5, and with it the wing 1 with two fingers 11 interacting with the sockets 12 in the trailing edge 4 of the wing, from the folded position to the wing that is open until the wing is fixed on its latches. From this moment on, the wing opening mechanism is no longer needed and when the rocket stages are separated, it is discarded along with the rocket booster stage. The presence in engagement with the seats 12 of the wing at the same time two fingers 11 spaced apart along the length of the lever 5 makes it possible to open the composite wings (with an aileron or elevon rotating on its axis in the rear part of the wing) and limit the forces acting on the trailing edge of the wing during opening.

Claims

An expandable wing of a two-stage rocket, consisting of a wing fixed to the wing of the rocket hinged and a wing opening mechanism with a drive, characterized in that the wing and the opening mechanism are installed independently at different stages of the rocket, the opening mechanism is made in the form of a rotating lever with an axis of rotation, fixed in the support bracket, while the axis of rotation of the wing and the lever are aligned in the direction, and the lever itself is equipped with two fingers spaced along the length of the lever interacting with the sockets Arranged at the rear edge of the wing.