АВИАЦИОННОЕ КАТАПУЛЬТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК B64D1/02 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в системах подвески на летательный аппарат различных грузов и принудительного отделения их от аппарата-носителя.

Из предшествующего уровня техники известно авиационное катапультное устройство (см. авторское свидетельство СССР N 368116, кл. B 64 D 1/02, 1973), содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем передний и задний двуплечие выводящие рычаги, первые концы которых шарнирно соединены между собой тягой синхронизации. Кроме того, устройство содержит пиропривод, ползун которого посредством дополнительной тяги шарнирно связан с передним выводящим рычагом и тягой синхронизации, при этом вторые концы выводящих рычагов снабжены средствами для удержания груза, а также средствами для отталкивания груза после его освобождения.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно имеет ограниченную область использования, а именно только для грузов с захватными петлями. Кроме того, известное устройство не обеспечивает безопасности сбрасываемого груза из-за возможного ударного воздействия средств для отталкивания груза на его захватные петли.

Известно также авиационное катапультное устройство (см. патент Франции N 2156425, кл. B 64 D 1/00, 1973 г., фиг. 6), взятое в качестве прототипа и содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем передний и задний двуплечие выводящие рычаги, первые концы которых шарнирно соединены между собой тягой синхронизации, вторые концы выводящих рычагов шарнирно соединены с ползунами, расположенными в циклических направляющих, параллельных друг другу, при этом на концах ползунов размещены средства для удержания груза. Кроме того, устройство содержит пиротолкатель, связанный с тягой синхронизации.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно имеет сложную конструкцию, при этом из-за наличия большого числа кинематических звеньев оно характеризуется большими потерями на трение. Кроме того, в процессе хода катапультирования требуются значительные затраты энергии и на растяжение возвратной пружины, использование которой не обеспечивает к тому же надежного удержания груза в транспортном положении. Освобождение груза также связано с затратами энергии.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению снижения энергозатрат в ходе катапультирования груза при одновременном повышении надежности удержания груза в транспортном положении за счет упрощения кинематической схемы устройства.

Поставленная задача решена тем, что авиационное катапультное устройство, содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем передний и задний угловые выводящие рычаги, первые концы которых шарнирно соединены между собой первой тягой синхронизации, передние и задние средства для удержания груза и пневмоблок высокого давления, согласно изобретению дополнительно содержит передний и задний пневмоцилиндры, а также шарнирно связанные между собой посредством второй тяги синхронизации передний и задний замково-стопорные механизмы для удержания соответствующих выводящих рычагов в транспортном положении, при этом передние и задние средства для удержания груза размещены на вторых концах соответственно переднего и заднего выводящих рычагов, корпус переднего пневмоцилиндра шарнирно закреплен на корпусе устройства, а его шток шарнирно соединен со вторым концом переднего выводящего рычага и снабжен упором, взаимодействующим при расстопорении с передним замково-стопорным механизмом, корпус заднего пневмоцилиндра соединен с валиком шарнирного соединения первой тяги синхронизации с первым концом заднего выводящего рычага, шток заднего пневмоцилиндре снабжен дополнительным плавающим поршнем и шарнирно закреплен на корпусе устройства, а его шток шарнирно соединен со вторым концом переднего выводящего рычага и снабжен упором, взаимодействующим при расстопорении с передним замково-стопорным механизмом, корпус заднего пневмоцилиндра соединен с валиком шарнирного соединения первой тяги синхронизации с первым концом заднего выводящего рычага, шток заднего пневмоцилиндра снабжен дополнительным плавающим поршнем и шарнирно закреплен на корпусе устройства, пневмоблок высокого давления снабжен распределителем с двумя пневмовыходами и управляющим входом, причем первый выход распределителя связан с рабочими полостями переднего и заднего пневмоцилиндров, второй выход распределелителя связан с полостью, расположенной между поршнями заднего пневмоцилиндра, полость которого между корпусом и плавающим поршнем заполнена сжатым газом.

При этом передние средства для удержания груза выполнены в виде двух параллельных продольных направляющих, а задние средства для удержания груза - в виде двух параллельных продольных направляющих и шарнирно закрепленных переднего и заднего упоров в виде двуплечих рычагов, подпружиненных друг относительно друга, при этом передний упор шарнирно связан с корпусом устройства посредством тяги, образующей с соответствующими плечами заднего выводящего рычага и переднего упора четырехзвенный механизм.

Кроме того, на корпусе заднего пневмоцилиндра выполнен упор, взаимодействующий в конце хода катапультирования с управляющим входом распределителя.

Указанные выше признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, необходимой и достаточной для достижения требуемого технического результата - снижения энергозатрат в ходе катапультирования при одновременном повышении надежности удержания груза в транспортном положении.

Так, наличие в устройстве переднего и заднего пневмоцилиндров, рабочие полости которых связаны с первым выходом управляемого распределителя пневмоблока высокого давления, позволяет осуществлять силовое воздействие непосредственно на выводящие рычаги устройства, которые снабжены (на вторых концах) средствами для удержания груза, что (за счет уменьшения числа кинематических звеньев) приведет к снижению потерь энергии на трение в ходе катапультирования. Введение в устройство связанных между собой второй синхронизирующий тягой переднего и заднего замково-стопорных механизмов для удержания соответствующих выводящих рычагов в транспортном положении и управляемых упором, расположенным на штоке переднего пневмоцилиндра, обеспечивает надежное удержание груза в транспортном положении при минимальных затратах энергии на расстопорение выводящих рычагов. Наличие у заднего пневмоцилиндра плавающего поршня позволяет в конце хода катапультирования осуществить возврат механизма катапультирования в исходное положение путем подачи сжатого воздуха со второго управляемого распределителя в полость между основным и плавающим поршнями. Иными словами, в ходе катапультирования сведены к минимуму затраты энергии на ее аккумуляцию в средствах возврата механизма катапультирования в исходное положение.

Предложенное выполнение средств для удержания груза позволяет осуществить самопроизвольное освобождение груза только в конце хода катапультирования, что также приводит к снижению энергозатрат.

Дополнительный технический результат достигается указанной выше совокупностью существенных признаков - это существенное упрощение кинематической схемы устройства.

Настоящее изобретение поясняется в дальнейшем конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной выше совокупностью существенных признаков требуемого технического результата.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства в транспортном положении; на фиг. 2 - то же в положении катапультирования; на фиг. 3 - разрез по А-А (увеличено).

Авиационное катапультное устройство содержит передний угловой выводящий рычаг 1, задний угловой выводящий рычаг 2, которые шарнирно закреплены на корпусе (не показан) устройства соответственно на осях 3 и 4. Первые концы выводящих рычагов 1 и 2 шарнирно соединены между собой первой тягой 5 синхронизации. Кроме того, устройство содержит передний пневмоцилиндр 6, задний пневмоцилиндр 7, пневмоблок 8 высокого давления и распределитель 9. Выход пневмоблока 8 высокого давления соединен с входом распределителя 9, первый выход 10 которого соединен посредством трубопроводов с рабочими полостями переднего 6 и заднего 7 пневмоцилиндров. Второй выход 11 распределителя 9 соединен посредством трубопровода с полостью заднего пневмоцилиндра 7, расположенной между основным поршнем 12 и установленным на штоке 13 плавающим поршнем 14. Корпус переднего пневмоцилиндра 6 шарнирно закреплен на корпусе устройства, а его шток 15 шарнирно соединен со вторым концом переднего выводящего рычага посредством оси 16. Шток 13 заднего пневмоцилиндра 7 шарнирно закреплен на корпусе устройства, а его корпус шарнирно соединен с валиком 17 шарнирного соединения первой тяги 5 синхронизации и заднего выводящего рычага 2. Кроме того, корпус заднего пневмоцилиндра снабжен упором (не показан), взаимодействующим с управляющим входом 18 распределителя 9 в конце хода катапультирования (на чертеже условно показано штриховой линией).

На корпусе устройства на осях 19 и 20 установлен передний замково-стопорный механизм для удержания переднего выводящего рычага 1 в транспортном положении, а на осях 21 и 22 - задний замково-стопорный механизм для удержания заднего выводящего рычага 2 в транспортном положении.

Передний замково-стопорный механизм содержит подпружиненный относительно корпуса устройства несущий крюк 23 в виде двуплечего рычага и рычаг 24, одно плечо которого взаимодействует в начале хода катапультирования с упором 25, расположенным на штоке 15 переднего пневмоцилиндра 6. Второе плечо рычага 24 удерживает несущий крюк 23, а третье плечо рычага 24 шарнирно связано посредством второй тяги 26 синхронизации с задним замково-стопорным механизмом, который включает подпружиненный относительно корпуса устройства несущий крюк 27 и угловой рычаг 28.

В качестве пневмоблока 8 высокого давления может быть использован либо баллон, заряжаемый сжатым воздухом от компрессора, либо пиропатрон, устанавливаемый в пирокамере. В ряде случае целесообразно использовать пневмоблок в виде баллона высокого давления и пирокамеры, подключенные к общему трубопроводу через соответствующие обратные клапаны. На выходе пневмоблока установлен управляемый клапан.

Передние и задние средства для удержания груза размещены на вторых концах соответственно переднего 1 и заднего 2 выводящих рычагов. Передние средства для удержания груза выполнены в виде двух параллельных продольных направляющих 29 и 29'. Задние средства для удержания груза содержат также две параллельные продольные направляющие 30 и 30', а также передний упор 31 и задний упор 32, подпружиненные друг относительно друга пружиной 33. Передний упор 31 выполнен в виде двуплечего рычага и шарнирно закреплен на заднем выводящем рычаге 2 посредством оси 34. Верхнее плечо переднего упора 31 шарнирно связано с корпусом устройства посредством тяги 35 упора, при этом тяга 35, верхнее плечо переднего упора 31 и второе плечо заднего выводящего рычага 2 образуют четырехзвенный механизм. Задний упор 32 также шарнирно закреплен на втором плече выводящего рычага 2 посредством оси 36.

Авиационное катапультное устройство работает следующим образом. В транспортном положении передний 1 и задний 2 выводящие рычаги находятся в верхнем положении, показанном на фиг. 1 удерживаются с помощью несущих крюков 23 и 27. Поршень переднего пневмоцилиндра 6 находится в крайнем верхнем положении, а корпус заднего пневмоцилиндра - в крайнем правом положении, при этом полость заднего пневмоцилиндра между плавающим поршнем 14 и корпусом заполнена сжатым газом, например воздухом. Передний бугель груза устанавливается на направляющие 29 и 29', а задний бугель груза устанавливается на направляющие 30 и 30' между передним 31 и задним 32 упорами.

По сигналу, поступающему на управляющий вход "Пуск" пневмоблока 8 высокого давления, сжатый воздух из пневмоблока 8 поступает на вход распределителя 9, а затем в первого входа 10 по трубопроводам поступает в рабочую полость переднего 6 и заднего 7 пневмоцилиндров. Рабочая полость заднего 7 пневмоцилиндра расположена между днищем корпуса и основным поршнем 12. Давление воздуха в переднем пневмоцилиндре 6 передается на поршень и связанный с ним шток 15, который шарнирно соединен со вторым концом переднего выводящего рычага 1. Давление воздуха в заднем пневмоцилиндре 7 передается на корпус (так как шток его шарнирно соединен с корпусом устройства), а далее на валик 17 шарнирного соединения заднего пневмоцилиндра 7, заднего выводящего рычага 2 и первой тяги 5 синхронизации.

Движение штока 15 переднего пневмоцилиндра 6 передается через упор 25 на первое плечо рычага 24 переднего замково-стопорного механизма. В результате рычаг 24 поворачивается по часовой стрелке вокруг оси 20 и расстопоривает несущий крюк 23. Одновременно поворот рычага 24 через вторую тягу 25 синхронизации передается на рычаг 28, поворот которого вокруг оси 22 по часовой стрелке приводит к расстопорению несущего крюка 27. Крюки 23 и 27 под действием соответствующих пружин поворачиваются вокруг соответственно осей 19 и 21 и выходят из зацепления соответственно с передним 1 и задним 2 выводящими рычагами.

Освобожденные передний 1 и задний 2 выводящие рычаги под действием давления воздуха, поступающего в рабочие полости переднего 6 и заднего 7 пневмоцилиндров, резко опускаются, отталкивая подвешенный на них груз, например ракету.

Одновременно с задним выводящим рычагом 2 опускается и тяга 35 переднего упора задних средств для удержания груза. Тяга 35 упора, поворачиваясь, удерживает передний упор 31 на заднем бугеле груза в течение всего времени катапультирования. Одновременно сзади задний бугель подвешиваемого груза поджимается задним упором 32 за счет того, что упоры 31 и 32 имеют между собой пружинную связь (пружина 33). Это положение заднего бугеля изделия между упорами 31 и 32 сохраняется на протяжении всего хода катапультирования. При движении корпуса пневмоцилиндра 7 происходит сжатие воздуха в полости между плавающим поршнем 14 и корпусом пневмоцилиндра 7.

В конце хода катапультирования упор на корпусе заднего пневмоцилиндра 7 переключает распределитель 9. В результате доступ сжатого воздуха в передний пневмоцилиндр 6 прекращается, а в задний пневмоцилиндра 7 сжатый воздух начинает поступать только в полость между основным 12 и плавающим 14 поршнями. Под действием сжатого воздуха, находящегося в полости заднего пневмоцилиндра 7 между поршнем 14 и корпусом, а также воздуха, поступающего в полость между поршнями 12 и 14, корпус пневмоцилиндра 6 начинает перемещаться вправо. В результате выводящие рычаги 1 и 2 возвратятся в исходное положение.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает снижение энегозатрат в ходе катапультирования груза при одновременном упрощении его кинематической схемы.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в системах подвески на летательный аппарат различных грузов, преимущественно ракет, и принудительного отделения их от аппарата-носителя. Авиационное катапультное устройство содержит передний 1 и задний 2 выводящие рычаги, шарнирно закрепленные на корпусе устройства посредством осей 3 и 4, передний 6 и задний 7 пневмоцилиндры, подключенные через трубопроводы к выходам 10 и 11 распределителя 9, включенного на выходе пневмоблока 8 высокого давления. Первые плечи рычагов 1 и 2 шарнирно соединены между собой первой тягой 5 синхронизации. Устройство содержит также передний замково-стопорный механизм (несущий крюк 23, рычаг 24) для удержания выводящего рычага 1 в транспортном положении; задний замково-стопорный механизм (несущий крюк 27 и рычаг 28) для удержания выводящего рычага 2 в транспортном положении. Замково-стопорные механизмы связаны второй тягой 26 синхронизации. Шток 15 пневмоцилиндра 6 шарнирно связан со вторым плечом выводящего рычага 1. Корпус пневмоцилиндра 7 шарнирно связан с первым плечом рычага 2 и тягой 5 синхронизации. Использование устройства обеспечивает снижение энергозатрат в ходе катапультирования груза. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Авиационное катапультное устройство, содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем передний и задний угловые выводящие рычаги, первые концы которых шарнирно соединены между собой первой тягой синхронизации, передние и задние средства для удержания груза и пневмоблок высокого давления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит передний и задний пневмоцилиндры, а также шарнирно связанные между собой посредством второй тяги синхронизации передний и задний замково-стопорные механизмы для удержания соответствующих выводящих рычагов в транспортном положении, при этом передние и задние средства для удержания груза размещены на вторых концах соответственно переднего и заднего выводящих рычагов, корпус переднего пневмоцилиндра шарнирно закреплен на корпусе устройства, а его шток шарнирно соединен со вторым концом переднего выводящего рычага и снабжен упором, взаимодействующим при расстопорении с передним замково-стопорным механизмом, корпус заднего пневмоцилиндра соединен с валиком шарнирного соединения первой тяги синхронизации с первым концом заднего выводящего рычага, шток заднего пневмоцилиндра снабжен дополнительным плавающим поршнем и шарнирно закреплен на корпусе устройства, пневмоблок высокого давления снабжен распределителем с двумя пневмовыходами и управляющим входом, причем первый выход распределителя связан с рабочими полостями переднего и заднего пневмоцилиндров, второй выход распределителя связан с полостью, расположенной между поршнями заднего пневмоцилиндра, полость которого между корпусом и плавающим поршнем заполнена сжатым газом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передние средства для удержания груза выполнены в виде двух параллельных продольных направляющих, а задние средства для удержания груза - в виде двух параллельных продольных направляющих и шарнирно закрепленных переднего и заднего упоров в виде двуплечих рычагов, подпружиненных друг относительно друга, при этом передний упор шарнирно связан с корпусом устройства посредством тяги, образующей со соответствующими плечами заднего выводящего рычага и переднего упора четырехзвенный механизм. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе заднего пневмоцилиндра выполнен упор, взаимодействующий в конце хода катапультирования с управляющим входом распределителя.