RU86291U1 - DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft - Google Patents
DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU86291U1 RU86291U1 RU2009109663/22U RU2009109663U RU86291U1 RU 86291 U1 RU86291 U1 RU 86291U1 RU 2009109663/22 U RU2009109663/22 U RU 2009109663/22U RU 2009109663 U RU2009109663 U RU 2009109663U RU 86291 U1 RU86291 U1 RU 86291U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- aircraft
- axis
- shape memory
- opening
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
1. Устройство для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата, включающее ось, пружину и стопорный элемент, отличающееся тем, что оно снабжено защитным кожухом, укрепленным на оси, а пружина выполнена из сплава с памятью формы. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве сплава с памятью формы использован никелид титана в высокопрочном состоянии. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один торец пружины жестко закреплен на оси, а другой жестко закреплен на стопорном элементе, выполненном в виде шайбы со сквозным отверстием для установки нагревательного элемента внутри пружины.1. A device for opening the aerodynamic surfaces of an aircraft, including an axis, a spring and a locking element, characterized in that it is provided with a protective casing mounted on the axis, and the spring is made of an alloy with shape memory. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that titanium nickelide in high strength condition is used as an alloy with shape memory. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that one end of the spring is rigidly fixed to the axis, and the other is rigidly fixed to the locking element, made in the form of a washer with a through hole for installing a heating element inside the spring.
Description
Полезная модель относится к летательным аппаратам и может быть использована для изготовления механизмов раскрытия их аэродинамических поверхностей (крыльев, лопастей, рулей).The utility model relates to aircraft and can be used to make mechanisms for opening their aerodynamic surfaces (wings, blades, rudders).
В настоящее время известно большое количество устройств для раскрытия крыльев летательных аппаратов, самолетов и ракет (патенты РФ №2237598, 2255022, 2280230, 2284450, 2288434, 42217 и др.), неотъемлемой частью которых являются приводные блоки, осуществляющие механическое или пневмомеханическое раскрытие крыльев.Currently, there are a large number of devices for opening the wings of aircraft, aircraft and missiles (RF patents No. 2237598, 2255022, 2280230, 2284450, 2288434, 42217 and others), the integral part of which are drive units that perform mechanical or pneumomechanical opening of the wings.
Приводные системы после пуска летательного аппарата не всегда обеспечивают надежность его работы, заключающейся в своевременном раскрытии (двух или четырех) крыльев в заданное положение, определяемое углом поворота, и их надежной фиксации в течение времени полета. Общим недостатком известных устройств также являются большие габаритные размеры и масса, что существенно ограничивает их использование, особенно в планирующих летательных аппаратах.After starting the aircraft, the drive systems do not always ensure the reliability of its operation, which consists in the timely opening of (two or four) wings to a predetermined position, determined by the angle of rotation, and their reliable fixation during the flight. A common disadvantage of the known devices are also large overall dimensions and mass, which significantly limits their use, especially in planning aircraft.
Известен блок рулевого привода управляемого снаряда (патент РФ №2237598). Приведение рулей управляемого снаряда в рабочее положение блоком рулевого привода осуществляется специальными толкателями -поршнями после срабатывания пирозапала, образующего пороховые газы, воздействующие на поршни и заставляющие их перемещаться. Кроме того, конструкция блока рулевого привода содержит обтекатель с пазами, закрытыми герметизирующими элементами, основание с пирозапалами и поршнями, установленное на шпангоуте (на подшипниках которого через цапфы смонтированы подпружиненные рули), планки с упорными выступами, щитки, срезной механизм, фиксирующие штифты, а также еще целый ряд других конструктивных элементов.Known steering gear unit of a guided projectile (RF patent No. 2237598). The rudders of the guided projectile are brought into working position by the steering drive unit by special pushers-pistons after the operation of the pyrozapal, which generates powder gases that act on the pistons and cause them to move. In addition, the design of the steering drive unit includes a fairing with grooves closed by sealing elements, a base with pyrozapals and pistons mounted on a frame (on the bearings of which spring-loaded rudders are mounted through trunnions), strips with persistent protrusions, shields, a shear mechanism, fixing pins, and also a number of other structural elements.
Недостатками данного устройства являются сложность кинематики процесса и большие габариты конструкции привода, что при значительности усилий, развиваемых в процессе раскрытия рулей, может приводить к деформациям, нарушающим работоспособность блока рулевого привода (например, подшипников), и это снижает надежность его работы. Значительные усилия, возникающие при раскрытии рулей, требуют выполнения силовых конструктивных элементов (рулей и элементов их перемещения, щитков, подшипников) из высокопрочных сплавов с большой массой.The disadvantages of this device are the complexity of the kinematics of the process and the large dimensions of the drive structure, which, when the forces developed during the opening of the rudders are significant, can lead to deformations that interfere with the operability of the steering drive unit (for example, bearings), and this reduces its reliability. Significant efforts arising in the disclosure of rudders require the implementation of power structural elements (rudders and elements of their movement, shields, bearings) from high-strength alloys with a large mass.
Известно также устройство для управления аэродинамической поверхностью летательного аппарата тяжелее воздуха (патент РФ №2255022), в котором механизм поворота крыльев, смонтированных симметрично на продольных осях, действует от шарнирных тяг ползуна, через опоры траверсы закрепленного на штоке центрального пневмоцилиндра. Разрыв связывающих винтов и движение последнего обеспечивается давлением порохового газа, инициируемого при сгорании пиропатрона. От тяг рычаги передают вращение на крылья. После заталкивания пружинами стопорного стержня в пазы пневмоцилиндра ползун и оси поворота крыльев фиксируются.There is also known a device for controlling the aerodynamic surface of an aircraft heavier than air (RF patent No. 2255022), in which the rotation mechanism of the wings mounted symmetrically on the longitudinal axes acts from the articulated rods of the slide, through the supports of the traverse mounted on the rod of the central pneumatic cylinder. The gap of the connecting screws and the movement of the latter is ensured by the pressure of the powder gas, initiated by the combustion of the squib. From rods, the levers transmit rotation to the wings. After pushing the locking rod by the springs into the grooves of the pneumatic cylinder, the slider and the axis of rotation of the wings are fixed.
Недостатком этого описанного устройства, также сложного как конструктивно, так и кинематически, является неудовлетворительная жесткость исполнительных механизмов при их достаточно большой массе и габаритах и, как следствие, низкая надежность их работы, поскольку крылья в раскрытом рабочем положении удерживаются только давлением газа в пневмоцилиндре. Важно учесть, что траектория полета летательного аппарата жестко зависит от вероятности и синхронности раскрытия крыльев, а затем от их неподвижности.The disadvantage of this described device, which is also complex both structurally and kinematically, is the unsatisfactory rigidity of the actuators with their sufficiently large mass and dimensions and, as a consequence, the low reliability of their operation, since the wings in the open operating position are held only by the gas pressure in the pneumatic cylinder. It is important to take into account that the flight path of the aircraft strictly depends on the probability and synchronism of the disclosure of the wings, and then on their immobility.
Наиболее близким к заявляемому является складное аэродинамическое устройство (патент РФ №2243488), содержащее лопасть и устройство ее раскрытия, состоящее из оси, соединенной с лопастью, и пружины, расположенной коаксиально с ее осью, при этом в продольном пазу оси размещена хвостовая часть лопасти, соединена с ней штифтом и снабжена упорным скосом, на оси подвижно установлена подпружиненная стопорная втулка. Удерживается лопасть в сложенном положений стопорным элементом.Closest to the claimed is a folding aerodynamic device (RF patent No. 2243488) containing a blade and a device for its opening, consisting of an axis connected to the blade and a spring located coaxially with its axis, while the tail portion of the blade is placed in the longitudinal groove of the axis, connected to it by a pin and provided with a persistent bevel, a spring-loaded locking sleeve is movably mounted on the axis. The blade is held in folded positions by the locking element.
В момент срабатывания механизма раскрытия этот выталкивающий механизм взаимодействует с лопастью, выбивается стопорный элемент. Лопасть, вращаясь вокруг штифта, приходит в исходное положение, при этом пружина перемещает стопорную втулку по оси 2 вверх и надежно фиксирует стопорной втулкой хвостовую часть лопасти по упорному скосу.At the moment the opening mechanism is triggered, this ejector mechanism interacts with the blade, the locking element is knocked out. The blade, rotating around the pin, comes to its original position, while the spring moves the locking sleeve along the 2 axis upward and reliably fixes the tail of the blade with the locking sleeve along the stop bevel.
Преимуществом данного устройства является сравнительная простота конструкции и кинематики процесса раскрытия лопасти в рабочее положение. Отметим, что здесь, в отличие от предыдущих устройств, отсутствует пневматическая составляющая привода.The advantage of this device is the comparative simplicity of the design and kinematics of the process of opening the blade in the working position. Note that here, unlike previous devices, there is no pneumatic component of the drive.
Однако при его работе, во-первых, необходимо обеспечить требуемое для раскрытия значительное механическое усилие пружины только за счет ее собственной механической упругости. Это требует выполнения крупногабаритного силового пружинного элемента из прочной стали большой массы. Во-вторых, ненадежна фиксация лопасти в рабочем положении только пружиной через подвижную стопорную втулку, особенно в момент раскрытия лопастей, когда при работе реактивного двигателя перегрузки и вибрации максимальны.However, during its operation, firstly, it is necessary to provide the significant mechanical spring force required for opening only due to its own mechanical elasticity. This requires the implementation of a large-sized power spring element made of strong steel of large mass. Secondly, the fixation of the blade in the working position is not reliable only by the spring through the movable locking sleeve, especially at the time of opening of the blades, when overload and vibration are maximum during the operation of the jet engine.
В результате, известное устройство обладает теми же, что и выше перечисленные устройства, недостатками, обусловленными их конструктивными характеристиками и кинематическими механизмами, и, как следствие, прежде всего, большими габаритными размерами и массой. А к современным летательным аппаратам, разрабатываемым в том числе для применения из разнообразных транспортно-пусковых систем, предъявляются все более жесткие требования по строгому ограничению габаритно-весовых параметров.As a result, the known device has the same as the above devices, the disadvantages due to their structural characteristics and kinematic mechanisms, and, as a consequence, primarily large overall dimensions and mass. And for modern aircraft, which are being developed including for use from a variety of transport and launch systems, more stringent requirements are imposed on the strict restriction of overall weight parameters.
В основу данной полезной модели положена задача повышения надежности работы устройства для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата при снижении его массы и габаритных размеров.The basis of this utility model is the task of increasing the reliability of the device for disclosing the aerodynamic surfaces of the aircraft while reducing its weight and overall dimensions.
Поставленная задача решается тем, что устройство для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата включающее ось, пружину, расположенную коаксиально с осью, и стопорный элемент, согласно полезной модели, снабжено защитным кожухом, расположенным поверх пружины и укрепленным на оси, а пружина выполнена из сплава с памятью формы.The problem is solved in that the device for opening the aerodynamic surfaces of the aircraft includes an axis, a spring located coaxially with the axis, and a locking element, according to a utility model, is equipped with a protective casing located on top of the spring and mounted on the axis, and the spring is made of an alloy with memory forms.
При этом:Wherein:
- в качестве сплава с памятью формы использован никелид титана в высокопрочном состоянии;- titanium nickelide in high strength condition was used as an alloy with shape memory;
- один торец пружины жестко закреплен на оси, а другой - жестко закреплен на стопорном элементе, выполненном в виде шайбы со сквозным отверстием для установки нагревательного элемента внутри пружины.- one end of the spring is rigidly fixed on the axis, and the other is rigidly fixed on the locking element, made in the form of a washer with a through hole for installing the heating element inside the spring.
Снабжение устройства защитным кожухом обеспечивает возможность аккумулировать тепло, полученное от нагревательного элемента, в количестве, необходимом для срабатывания силового пружинного элемента.Providing the device with a protective casing provides the ability to accumulate the heat received from the heating element in the amount necessary for the actuation of the power spring element.
Выполнение пружины из сплава с памятью формы обеспечивает при нагреве полное восстановление исходной, заранее заданной формы и геометрии, осуществляя надежное раскрытие рулей аэродинамического устройства.The implementation of the spring from an alloy with shape memory ensures that when heated, the complete restoration of the original, predetermined shape and geometry, by performing a reliable disclosure of the rudders of the aerodynamic device.
Выбор в качестве материала с памятью формы никелида титана в высокопрочном состоянии обусловлен тем, что он по сравнению с другими возможными материалами с памятью формы имеет наиболее высокие прочностные, пластические, усталостные характеристики и параметры памяти формы (прежде всего температурные и силовые), что также обеспечивает надежность работы устройства.The choice of a material with a shape memory of titanium nickelide in a high-strength state is due to the fact that, in comparison with other possible materials with a shape memory, it has the highest strength, plastic, fatigue characteristics and shape memory parameters (primarily temperature and power), which also provides reliability of the device.
Жесткое закрепление одного из торцов пружины на оси, а другого - на стопорном элементе, выполненном в виде шайбы, позволяет оптимально, в пределах защитного кожуха, обеспечить требуемые характеристики эффекта памяти формы (деформационные и силовые).Rigid fastening of one of the ends of the spring on the axis, and the other on the locking element, made in the form of a washer, allows optimally, within the protective casing, to provide the required characteristics of the shape memory effect (deformation and force).
Выполнение стопорного элемента в виде шайбы со сквозным отверстием позволяет привести силовой пружинный элемент в состояние готовности к работе. Отверстие в шайбе необходимо для введения внутрь пружины нагревательного элемента.The implementation of the locking element in the form of a washer with a through hole allows you to bring the power spring element in a state of readiness for work. A hole in the washer is necessary for introducing the heating element into the spring.
Такое конструктивное решение, основанное на пружине, выполненной из материала с эффектом памяти формы, обеспечивает фиксацию рулей в исходном положении, позволяет за счет мощного термосилового эффекта памяти произвести в момент пуска летательного аппарата необходимое раскрытие рулей при больших перегрузках и вибрациях и осуществляет требуемую постоянную фиксацию рулей в рабочем положении в процессе полета, когда при работе двигателя также сохраняются большие перегрузки и вибрации. Высокая надежность работы конструкции достигается за счет исполнения геометрически, механически и физически высокообратимого перемещения в заданное положение силового пружинного элемента привода с термомеханической памятью формы при нагреве выше критической температуры, в данном случае выше 100°С.Such a constructive solution, based on a spring made of a material with a shape memory effect, ensures that the rudders are fixed in the initial position, due to the powerful thermo-power memory effect, the rudders are opened at the moment of launching the aircraft at high loads and vibrations, and the rudders are permanently fixed in fixation in working position during the flight, when during engine operation, large overloads and vibrations are also preserved. High reliability of the design is achieved by performing geometrically, mechanically and physically highly reversible movement to a predetermined position of the power spring drive element with thermomechanical shape memory when heated above a critical temperature, in this case above 100 ° C.
На фиг.1 представлен внешний вид устройства для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата, с установленным в нем нагревательным элементом; на фиг.2 - продольный разрез предлагаемого устройства, на фиг.3 - часть летательного аппарата с закрепленным на ее руле заявляемым устройством для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппаратаFigure 1 shows the appearance of a device for disclosing the aerodynamic surfaces of an aircraft, with a heating element installed in it; figure 2 is a longitudinal section of the proposed device, figure 3 is a part of the aircraft with the inventive device mounted on its steering wheel for opening the aerodynamic surfaces of the aircraft
Устройство 1 для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата состоит из оси 2, защитного кожуха 3, цилиндрической пружины 4, стопорного элемента в виде шайбы 5 с крепежным отверстием 6 под штифт (на чертеже не показан) для стопорения шайбы 5. На противоположном конце оси выполнено отверстие 7 под шпильку (на чертеже не показана). Цилиндрическая пружина 4 выполнена из никелида титана в высокопрочном состоянии. Один торец цилиндрической пружины 4 жестко закреплен на оси 2, а другой - жестко закреплен на шайбе 5. В исходном положении аэродинамические поверхности (рули хвостовой части) находятся в сложенном состоянии. Ось 2 устройства 1 жестко фиксируется к хвостовой части летательного аппарата шпилькой, устанавливаемой в отверстие 7. Шайба 5 устройства штифтом, вводимым в отверстие 6 фиксируется к основанию руля хвостовой части летательного аппарата.A device 1 for opening the aerodynamic surfaces of an aircraft consists of an axis 2, a protective casing 3, a coil spring 4, a locking element in the form of a washer 5 with a fixing hole 6 for a pin (not shown) to lock the washer 5. An opening is made at the opposite end of the axis 7 under the hairpin (not shown in the drawing). The cylindrical spring 4 is made of titanium nickelide in high strength condition. One end of the coil spring 4 is rigidly fixed to the axis 2, and the other is rigidly fixed to the washer 5. In the initial position, the aerodynamic surfaces (rudders of the tail) are in the folded state. The axis 2 of the device 1 is rigidly fixed to the tail of the aircraft with a pin installed in the hole 7. The washer 5 of the device with a pin inserted into the hole 6 is fixed to the base of the steering wheel of the tail of the aircraft.
В момент срабатывания устройства 1 для раскрытия аэродинамических поверхностей летательного аппарата приводится в действие нагревательный элемент (на чертеже не показан) внутри алюминиевого защитного кожуха 3 обеспечивающего пружине 4 с памятью формы (силовому исполнительному элементу) аккумуляцию необходимого количества тепла для реализации эффекта памяти формы и восстановления первоначально заданной формы пружины 4. При этом пружина 4 совершает механическую работу, передавая момент силы со стороны деформированного конца стопорной шайбе 5 и, соответственно, устанавливая соединенный с ней руль в рабочее положение. Так как пружина 4 является после срабатывания жесткой и высокопрочной по физико-механическому состоянию, она одновременно выполняет дополнительную функцию стопорения (фиксации) руля в рабочем положении во время полета летательного аппарата, в том числе и при больших перегрузках и вибрациях, возникающих при работе его двигателя, что обеспечивает точность траектории полета. Исходя из технических требований к разрабатываемым летательным аппаратам, температурный диапазон их функционирования должен составлять (-50…+50)°С. Выбранный сплав имеет температуру срабатывания +100°С, то есть срабатывает при больших температурах, чем режим эксплуатации и хранения изделия.At the moment of operation of the device 1 for opening the aerodynamic surfaces of the aircraft, a heating element (not shown) is activated inside the aluminum protective casing 3 providing the spring 4 with shape memory (power actuating element) the accumulation of the necessary amount of heat to realize the shape memory effect and restore initially a predetermined shape of the spring 4. In this case, the spring 4 performs mechanical work, transmitting a moment of force from the side of the deformed end of the locking the washer 5 and, accordingly, setting the steering wheel connected to it in the working position. Since the spring 4 is after triggering a rigid and high-strength physical and mechanical state, it simultaneously performs the additional function of locking (fixing) the rudder in the working position during the flight of the aircraft, including during large overloads and vibrations arising from the operation of its engine , which ensures the accuracy of the flight path. Based on the technical requirements for the developed aircraft, the temperature range of their operation should be (-50 ... + 50) ° С. The selected alloy has a response temperature of + 100 ° C, that is, it is triggered at higher temperatures than the operation and storage of the product.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009109663/22U RU86291U1 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009109663/22U RU86291U1 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU86291U1 true RU86291U1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41150329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009109663/22U RU86291U1 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU86291U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655059C1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Aerodynamic surfaces deployment mechanism |
| RU2728019C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-07-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Capsule descending and rudders opening switch |
-
2009
- 2009-03-17 RU RU2009109663/22U patent/RU86291U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655059C1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Aerodynamic surfaces deployment mechanism |
| RU2728019C1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-07-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Capsule descending and rudders opening switch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100429120C (en) | Aircraft with changeable wing shape | |
| US7728267B2 (en) | Methods and apparatus for adjustable surfaces | |
| CN106347632B (en) | A kind of expansion retaining mechanism | |
| CN114556044B (en) | Mechanism for unfolding and locking pneumatic rudder with two folding shafts | |
| RU86291U1 (en) | DEVICE FOR DISCLOSURE OF AERODYNAMIC SURFACES OF Aircraft | |
| US7168659B2 (en) | Control device for moving a vehicle closure element | |
| CN104089547A (en) | Unfolding and locking device for foldable rudder face | |
| CN203949574U (en) | A kind of Deployment and locking device of folding rudder face | |
| US20090206193A1 (en) | Ballistically deployed telescoping aircraft wing | |
| CN110104161A (en) | Folding fin unfolding mechanism and its method of deploying | |
| CN105366035B (en) | Device and method for blocking flight control surfaces | |
| CN113008086B (en) | Dimensional folding structure of grid wing | |
| RU86292U1 (en) | FOLDING AERODYNAMIC SURFACE OF AIRCRAFT | |
| CN112455653A (en) | Folding and unfolding mechanism for wing surface of aircraft | |
| RU2587751C1 (en) | Deployable rudder | |
| Calkins et al. | Overview of Boeing’s shape memory alloy based morphing aerostructures | |
| RU2655059C1 (en) | Aerodynamic surfaces deployment mechanism | |
| Wheeler et al. | Design of a reconfigurable sma-based solar array deployment mechanism | |
| KR101069245B1 (en) | Wing assembly and apparatus for launching flying object using the same | |
| Zhang et al. | A novel folding wing design and locking performance analysis | |
| JP5984207B2 (en) | Flying object | |
| CN112520031A (en) | Aircraft object throwing separation device | |
| RU2712465C1 (en) | Device for opening of rotary flap opening in airframe of aircraft | |
| Rea et al. | Design of an adaptive twist trailing edge for large commercial aircraft applications | |
| CN219884118U (en) | Synchronous folding/unfolding mechanism for wing surfaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120318 |