RU76633U1 - Устройство для взлета летательного аппарата - Google Patents

Abstract

Устройство для взлета летательного аппарата, предназначенное для обеспечения взлета летательных аппаратов, преимущественно малоразмерных беспилотных, содержит разгонное устройство, выполненное в виде рабочего цилиндра 1, внутри которого размещен поршень 4 со штоком 5, тормозное средство 8 и камера для сжатого газа 7. Снаружи рабочего цилиндра 1 жестко закреплен кронштейн 14, на котором установлен фиксатор стартового положения, выполненный в виде качалки 15. На части штока 5, выходящей за пределы рабочего цилиндра 1, закреплен пилон 10. На верхней части пилона 10 установлено средство для установки летательного аппарата, снабженное электромеханической системой для отделения летательного аппарата от пилона, выполненной в виде датчика ускорений 11, соединенного через контроллер 12 с электроприводом 13. Снаружи на силовом цилиндре установлены поворотные передние опоры 20 с фиксаторами их рабочего положения 24 и жестко закрепленная задняя опора 21.

Для осуществления пуска летательного аппарата рукоятку качалки 16 поднимают вверх. Сжатый газ выталкивает поршень 4 со штоком 5 из рабочего цилиндра 1 до контакта поршня с тормозным средством 8. Электрический сигнал от датчика ускорений 11 поступает на контроллер 12, микропроцессор которого выдает команду электроприводу на освобождение летательного аппарата от связи с пилоном 10.

1 независимый и 4 зависимых пунктов формулы, 6 фигур чертежей.

Description

Полезная модель относится к области авиационной техники, более конкретно - к взлетным устройствам летательных аппаратов, преимущественно малоразмерных беспилотных аппаратов.

Для взлета малоразмерных беспилотных летательных аппаратов широко используются пусковые устройства типа катапульты, позволяющие обеспечить быстрый и эффективный взлет указанных летательных аппаратов с силовой установкой сравнительно небольшой мощности.

Важной особенностью запусков малоразмерных летательных аппаратов является обеспечение возможности их взлета на необорудованных площадках и в полевых условиях.

Известны устройства для взлета малоразмерных беспилотных летательных аппаратов с катапульты, оборудованной тележкой, перемещаемой по направляющим катапульты разгонным устройством (см. Исследования способов пуска дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (перевод с английского Травкиной Л.П., Чубченко Е.Г.), ОНТИ МАИ, 1983.; Испытание новой пусковой установки для ДПЛА. RAE trials of RPV launchers// Jane′s deference weekly/ - 1985/ -v.3.-№19;

Журнал Aero Digest, December 1931; патентная заявка Великобритании №2 132 577). Эти устройства в целом могут быть охарактеризованы следующим образом.

Устройство содержит разгонную тележку, которая расположена на катапульте в стартовом положении. После ее разгона разгонным устройством до требуемой скорости летательный аппарат, установленный на тележке, отсоединяют от нее, а тележку тормозят.

Общим недостатком таких устройств является недостаточная надежность взлета летательного аппарата, обусловленная возможностью его контакта с элементами катапульты и тележки, возникающей в результате их взаимного относительного движения на близком расстоянии друг от друга.

Известна катапульта для взлета летательного аппарата (см. патент Великобритании №1473089, B64F 1/06, 1977), содержащая направляющее, разгонное и тормозное устройства, метательное устройство, выполненное в виде параллелограммного механизма, имеющего верхнее основание, снабженное узлом стыковки с летательным аппаратом, и нижнее основание, шарнирно соединенные между собой опорами.

Недостаток этой известной катапульты состоит в том, что для обеспечения требуемой скорости взлета летательного аппарата при его метании требуется большая мощность метательного устройства. Кроме того, недостаточный скоростной напор воздуха, обусловленный невысокой скоростью продольного перемещения летательного аппарата, не позволяет использовать создаваемые им аэродинамические силы для ускорения подъема летательного аппарата и управления его положением относительно метательного устройства при их расстыковке и разделении. Это может приводить к касанию хвостовой части летательного аппарата и катапульты и в результате - к поломке летательного аппарата. Кроме того, невысокие вертикальная и горизонтальная скорости летательного аппарата относительно направляющих катапульты приводят к росту времени его удаления от катапульты после отделения тележки, что увеличивает

длину взлетной дистанции, а также повышает вероятность его контакта с катапультой при взлете и тем самым уменьшает надежность взлета.

Наиболее близкой к предлагаемой является катапульта для взлета летательного аппарата (см. патент РФ на полезную модель №66733, опубл. 27.09.2007), содержащее направляющее, разгонное и тормозное устройства.

Разгонное устройство известного устройства выполнено в виде рабочего цилиндра, сообщающегося с источником сжатого газа посредством отсечного клапана. Поршень рабочего цилиндра, снабжен тросом, закрепленным вдоль его оси. При этом корпус рабочего цилиндра выполнен в виде трубы с закрытыми торцами, в одном из которых выполнено отверстие для троса, поршень размещен в корпусе рабочего цилиндра с возможностью перемещения вдоль его продольной оси и образует рабочую камеру, расположенную со стороны отверстия в торце корпуса рабочего цилиндра и постоянно сообщающуюся с выходом отсечного клапана. Трос пропущен через отверстие в торце корпуса рабочего цилиндра, охватывает блок, размещенный на катапульте вне корпуса рабочего цилиндра, и прикреплен к тележке, установленной на двух продольных направляющих направляющего устройства. С тележкой шарнирно связаны передние и задние опоры параллелограммного механизма с установленным на них верхним основанием с узлом стыковки с летательным аппаратом. Устройство в целом имеет стационарные опоры.

Недостаток известного устройства для взлета летательного аппарата состоит в том, что его разгонное устройство сложно по своему конструктивному выполнению, что снижает надежность срабатывания катапульты.

Кроме того, нужно иметь в виду, что запуск малоразмерных летательных аппаратов, как правило, производится в полевых условиях с неподготовленных площадок, поэтому к устройствам для взлета летательного аппарата, также как и к летательному аппарату предъявляются специальные требования по их транспортировке и хранению. Принципиально важным является требование минимизации размеров устройства для взлета летательного аппарата и возможность его трансформации для транспортировки и хранения. В ряде случаев необходимо обеспечить размещение устройства для взлета летательного аппарата в контейнере в заплечном мешке солдата.

Данное известное устройство для взлета летательного аппарата имеет большой продольный габарит для увеличения пути пробега тележки с летательным аппаратом, а также большой вертикальный и поперечный габариты из-за наличия параллелограммного механизма и стационарных опор. Это исключает возможность ее трансформации в состояние, удобное для транспортировки и хранения.

Предлагаемой полезной моделью решается задача получения технического результата, заключающегося в повышении надежности срабатывания устройства для взлета летательного аппарата, а также в сокращении его габаритов и обеспечении дальнейшего уменьшения габаритов при трансформировании для транспортировки и хранения.

Для получения указанного технического результата предлагаемое устройство для взлета летательного аппарата, так же как и наиболее близкое известное устройство, содержит разгонное устройство, выполненное в виде рабочего цилиндра, имеющего камеру для сжатого газа. Внутри рабочего цилиндра находится поршень с возможностью перемещения вдоль его продольной оси. Кроме того, устройство для взлета

летательного аппарата содержит фиксатор стартового положения, тормозное средство и узел стыковки с летательным аппаратом.

Отличительные признаки предлагаемого устройства для взлета летательного аппарата состоят в том, что в одном торце рабочего цилиндра выполнено заправочное отверстие для соединения с источником сжатого газа, снабженное обратным клапаном. Указанная камера для сжатого газа образована частью рабочего цилиндра, заключенной между заправочным отверстием и обращенной к нему стороной поршня. Поршень имеет шток, ориентированный вдоль продольной оси рабочего цилиндра и выходящий за его пределы через отверстие в торце рабочего цилиндра, противоположном заправочному отверстию. Тормозное средство размещено в рабочем цилиндре возле его торца, противоположного заправочному отверстию.

На части штока, выходящей за пределы рабочего цилиндра, закреплен узел стыковки с летательным аппаратом, выполненный в виде пилона. На верхней части пилона закреплено средство для установки летательного аппарата с электромеханической системой отделения от пилона. Последняя выполнена с возможностью срабатывания при изменении знака ускорения пилона. Снаружи рабочего цилиндра на нем жестко закреплен кронштейн, на котором установлен фиксатор стартового положения, выполненный в виде качалки. На одном конце качалки установлен ролик с втулкой из эластичного материала, а второй конец качалки представляет собой рукоятку для ее поворота. На части штока, выходящей за пределы рабочего цилиндра, выполнен клык с нишей для взаимодействия с роликом качалки. Снаружи на рабочем цилиндре установлены две поворотные передние опоры с помощью узлов крепления, снабженных фиксаторами их рабочего положения, и жестко закреплена задняя опора.

Узел крепления каждой из поворотных передних опор выполнен в виде трехстепенного шарнира, содержащего сферу с отверстием, при этом фиксатор рабочего положения передней опоры содержит цилиндрический корпус с продольным пазом, в корпусе установлены пружина и подвижный штифт для взаимодействия одного его конца с указанным отверстием сферы, другой конец штифта упирается в пружину, штифт имеет рукоятку, установленную с возможностью перемещения по продольному пазу цилиндрического корпуса.

Электромеханическая система отделения летательного аппарата от пилона может быть выполнена в виде установленного на пилоне датчика ускорений, соединенного через контроллер с электроприводом для снятия связи летательного аппарата с пилоном, осуществляемой с помощью поворотного кронштейна-фиксатора, взаимодействующего с ответным элементом летательного аппарата.

Тормозное средство может быть выполнено в виде витой пружины или пакета из эластичного материала с отверстием для штока поршня.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируются чертежами, представленными на фиг.1-6, на которых изображены:

на фиг.1 - общий вид устройства для взлета летательного аппарата с закрепленным на ней летательным аппаратом до момента пуска;

на фиг.2 - устройство для взлета летательного аппарата в момент взлета летательного аппарата;

на фиг.3 - фиксатор стартового положения;

на фиг.4 - элементы крепления летательного аппарата на пилоне;

на фиг.5 - стопор для фиксации поворотных опор;

на фиг.6 - устройство для взлета летательного аппарата в рабочем положении и в положении для транспортировки и хранения.

Устройство для взлета летательного аппарата содержит (Фиг.1) разгонное устройство, выполненное в виде рабочего цилиндра 1. В одном торце рабочего цилиндра 1 выполнено заправочное отверстие 2 с обратным клапаном 3. Внутри рабочего цилиндра 1 установлен поршень 4 со штоком 5. Поршень 4 выполнен в виде части сферы. Шток 5 имеет часть 6, выходящую за пределы рабочего цилиндра 1. Часть рабочего цилиндра 1 между заправочным отверстием 2 и обращенной к нему внутренней поверхностью части сферы поршня 4 образует камеру 7 для закачивания газа под давлением. Выполнение поршня в виде части сферы позволяет увеличить внутренний объем камеры для закачивания газа. Тормозное устройство выполнено в виде пружины 8 сжатия или пакета из эластичного материала. Для герметизации полостей цилиндра используются уплотнения 9.

На выходящей за пределы рабочего цилиндра части 6 штока 5 закреплен узел стыковки с летательным аппаратом, выполненный в виде пилона 10, а также электромеханическая система отделения летательного аппарата от пилона, выполненная в виде установленного на пилоне датчика ускорений 11, соединенного через контроллер 12 с электроприводом 13.

Элемент для снятия связи летательного аппарата с пилоном расположен на верхней части пилона (фиг.4) и выполнен в виде кронштейна-фиксатора 33, закрепленного на электроприводе 13. Разъемное крепление летательного аппарата к устройству для взлета летательного аппарата выполнено в виде скобы 34 и вмонтированными в скобу роликами 35.

Снаружи рабочего цилиндра 1 жестко закреплен кронштейн 14 (фиг.3), на котором установлен фиксатор стартового положения, выполненный в виде качалки 15. На одном из концов качалки 15 закреплен ролик 16 с втулкой 17 из эластичного материала, а второй конец качалки 15 представляет собой рукоятку 18 для ее поворота.

На наружной части 6 штока 5 выполнен клык 19 с нишей 40 для взаимодействия с роликом 16 качалки 15.

На рабочем цилиндре 1 закреплены посредством узлов крепления 30 передние поворотные опоры 20 и задняя опора 21, а также фиксаторы 24 положения передних опор 20 (фиг.1). Опоры предназначены для установки устройства для взлета летательного аппарата в рабочее положение.

Узел крепления 30 (фиг.5) каждой из передних поворотных опор 20 представляет собой трехстепенный шарнир и содержит сферу 31 с отверстием, которое предназначено для взаимодействия со штифтом 23 фиксатора 24. Фиксатор 24 положения передних опор 20 выполнен в виде цилиндрического корпуса 26 с продольным пазом 28. В цилиндрическом корпусе 26 установлены пружина 27 и подвижный штифт 23, один конец которого упирается в пружину 27 и к которому крепится рукоятка 25. Рукоятка 25 установлена с возможностью перемещения вдоль паза 28 цилиндрического корпуса 26 вместе с подвижным штифтом 23.

Узел 30 крепления установлен на рабочем цилиндре 1 с помощью ножки 50 (фиг.6).

Устройство используется и работает следующим образом.

Перед запуском устройство для взлета летательного аппарата устанавливают в рабочее положение, для чего передние поворотные опоры разворачивают в направлении пилона 10 до момента, пока штифт 23 фиксатора 24 каждой поворотной опоры не попадет в отверстие сферы

31, после чего поворотные опоры займут фиксированное положение относительно рабочего цилиндра 1.

После установки устройства для взлета летательного аппарата в рабочее положение рукоятку 18 качалки 15 опускают вниз (фиг.3), при этом другой конец рукоятки 18 с закрепленным роликом 16 поднимается вверх и далее до тех пор, пока ролик 16 не упрется в клык 19. При контакте с клыком 19 эластичная втулка 17 деформируется, и ролик 16 перемещается вдоль поверхности клыка 19, занимая положение в его нише 40.

Затем в камеру 7 рабочего цилиндра 1 подают газ под высоким давлением через заправочное отверстие 2. При достижении рабочего давления в камере 7 подачу газа прекращают. Обратный клапан 3 препятствует выходу газа из камеры. Устройство для взлета летательного аппарата готово к запуску.

После этого на пилоне 10 размещают летательный аппарат, как это показано на фиг.1, и запускают двигатель летательного аппарата.

Для осуществления пуска летательного аппарата рукоятку 18 качалки 15 поднимают вверх, при этом другая ее часть с установленным на ней роликом 16 опускается вниз. При контакте с клыком 19 эластичная втулка 17 деформируется, и ролик 16 перемещается вдоль поверхности клыка 19 вниз, пока не выйдет из его ниши 20. При этом сжатый газ перемещает поршень 4 со штоком 5 из рабочего цилиндра 1 до контакта поршня 4 с тормозным средством 8.

Для отделения летательного аппарата от пилона 10 используется сигнал установленного на пилоне 10 датчика ускорений 11, чувствительный элемент которого реагирует на смену знака перегрузки в момент контакта поршня 4 с тормозным средством 8. Электрический сигнал от датчика ускорений в виде импульса поступает на контроллер 12, микропроцессор которого выдает команду электроприводу 13 на поворот

кронштейна-фиксатора 33 влево, как это показано на фиг.4. Поворот кронштейна-фиксатора 33 осуществляется в момент полного торможения штока с пилоном, когда в центре масс самолета возникает сила, выталкивающая летательный аппарат с пилона вперед по направлению движения.

Поворот кронштейна-фиксатора 33 позволяет освободить летательный аппарат от связи с пилоном, в результате чего летательный аппарат с запущенным двигателем отрывается от пилона и взлетает.

По окончании запусков передние поворотные опоры 20 складывают. Для этого рукоятку 25 фиксатора 24 перемещают назад в направлении, противоположном направлению пуска. При этом подвижный штифт 23 вместе с рукояткой выходит из отверстия сферы 31, опоры 20 разворачивают, и они занимают положение вдоль рабочего цилиндра 1. После этого устройство для взлета летательного аппарата готово к транспортировке или хранению.

Claims (3)

1. Устройство для взлета летательного аппарата, содержащее разгонное устройство, выполненное в виде рабочего цилиндра с камерой для сжатого газа, внутри которого размещен поршень, фиксатор стартового положения, тормозное средство и узел стыковки с летательным аппаратом, отличающееся тем, что в одном торце рабочего цилиндра выполнено заправочное отверстие с обратным клапаном, между которым и поршнем образована указанная камера для сжатого газа, поршень имеет шток, выходящий за пределы рабочего цилиндра через отверстие в его торце, противоположное заправочному отверстию, возле этого торца в рабочем цилиндре размещено тормозное средство, на части штока, выходящей за пределы рабочего цилиндра, закреплен узел стыковки с летательным аппаратом, выполненный в виде пилона, на верхней части которого размещено средство для установки летательного аппарата, снабженное электромеханической системой для отделения летательного аппарата от пилона, кроме того, снаружи рабочего цилиндра жестко закреплен кронштейн, на котором установлен фиксатор стартового положения, выполненный в виде качалки, на одном из концов которой установлен ролик с втулкой из эластичного материала, а второй конец качалки представляет собой рукоятку для ее поворота, а на части штока, выходящей за пределы рабочего цилиндра, выполнен клык с нишей для взаимодействия с роликом качалки, помимо этого, снаружи на рабочем цилиндре установлены поворотные передние опоры с фиксаторами их рабочего положения и жестко закрепленная задняя опора, при этом каждая из поворотных передних опор установлена посредством трехстепенного шарнира, содержащего сферу с отверстием, а фиксатор рабочего положения опоры содержит цилиндрический корпус с продольным пазом и подвижный штифт, имеющий выходящий за пределы корпуса конец для взаимодействия с указанным отверстием сферы, а второй конец штифта, находящийся внутри корпуса, выполнен упирающимся в размещенную в торце пружину и имеющим рукоятку, выполненную с возможностью перемещения вдоль продольного паза.

2. Устройство для взлета летательного аппарата по п.1, отличающееся тем, что электромеханическая система отделения летательного аппарата от пилона содержит установленный на пилоне датчик ускорений, соединенный через контроллер с электроприводом для поворота кронштейна-фиксатора, взаимодействующего с ответным элементом летательного аппарата.

3. Устройство для взлета летательного аппарата по п.1 или 2, отличающееся тем, что тормозное средство выполнено в виде витой пружины или пакета эластичного материала с отверстием для штока поршня.