ОБТЕКАТЕЛЬ АНТЕННЫ САМОЛЕТА Российский патент 2001 года по МПК B64C1/36 H01Q1/28 H01Q1/42 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в конструкциях обтекателей антенн, устанавливаемых на пилонах снаружи фюзеляжа.

Известна группа самолетов с установленным снаружи фюзеляжа обтекателем антенны (см., например, патент США N 4380012).

У самолетов такого типа обтекатель антенны установлен на фюзеляже посредством стоек (пилонов), которые шарнирными узлами крепятся к фюзеляжу и обтекателю. Наличие вышеупомянутых шарнирных узлов позволяет перемещать обтекатель при помощи специальных устройств, изменяя расстояние между обтекателем и фюзеляжем, что дает возможность уменьшать самолеты по высоте, при размещении их в ангарах или на авианосцах, а также в полете уменьшать их аэродинамическое сопротивление.

Существенным недостатком самолетов такого типа является то, что наличие шарнирных соединений создает концентрацию сил и напряжений в элементах конструкции обтекателя, пилонов и фюзеляжа, что приводит к утяжелению конструкции планера самолетов такого типа.

Известен самолет E-3A AWAKS (см. "Итоги науки и техники. Авиастроение. Том 2. Современные самолеты США и стран Западной Европы. Часть 1. Автор Ю.П. Струков. Москва, 1976 г. , стр. 102, рис.82". Rec. JEEE Mech. E-ng. Radar Symp. , Arlington, Vir, New York). У данного самолета обтекатель антенны установлен на защемленных и выступающих из фюзеляжа пилонах, причем крепление обтекателя к пилонам выполнено в виде шарнирного поворотного разъемного узла, расположенного на нижней плоскости обтекателя. Недостатком такой конструкции, так же как и у ранее описанных самолетов, является ее увеличенный вес из-за концентрации нагрузок, передаваемых через шарнирный узел на обтекатель.

Известен обтекатель антенны самолета (см. патент США 3026516), который также установлен на защемленном и выступающем из фюзеляжа пилоне, простирающемся внутрь обтекателя, при этом крепление к обтекателю выполнено в виде шарнирных разъемных узлов, один из которых расположен на нижней плоскости обтекателя, а второй - на оконечности пилона внутри обтекателя. Данная конструкция, как и описанные выше, имеет недостаток, заключающийся в ее увеличенном весе из-за концентрации сил, передаваемых через шарнирные узлы, а это, кроме увеличенного веса конструкции, способствует и снижению ее ресурса.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение ресурса и снижение веса конструкции планера самолета, за счет равномерного распределения нагрузок в обтекателе антенны и пилонах при передаче их от обтекателя на каркас фюзеляжа.

Поставленная задача достигается тем, что в обтекателе антенны, установленном на пилонах, выступающих из фюзеляжа и протирающихся внутрь обтекателя, пилоны трансформируются в его силовые элементы: лонжероны и нервюры. В результате чего, совокупность выступающих из фюзеляжа пилонов и нервюр обтекателя, соединяющих пилоны, и выполненных с ними за одно целое, образует в плоскости ZOY раму с защемленными основаниями, а разъемные узлы между обтекателем и фюзеляжем выполнены в выступающих из фюзеляжа частях пилонов и делят их на две части в области нулевых моментов в пилонах (т.е. стойках рамы). См., например, М.Ф. Астахов и др. "Справочная книга по расчету самолета на прочность". Госиздат оборонной промышленности, Москва, 1954 г., стр. 329.

По сравнению с известными техническими решениями предложенное отличается тем, что за счет равномерного распределения и передачи нагрузок с обтекателя антенны на конструкцию фюзеляжа, достигнуто весовое совершенство конструкции планера самолета, т.е. при минимуме веса сохранены ее прочностные и увеличены ресурсные характеристики. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует условию изобретательского уровня.

На чертеже изображен обтекатель антенны, установленный на пилонах, выступающих из фюзеляжа.

Обтекатель 1 антенны установлен на пилонах 2, выступающих из фюзеляжа 3. В пилонах 2 выполнены разъемные узлы 4, разделяющие пилоны 2 на две части. Обтекатель 1 содержит лонжероны 5 и нервюры 6, причем торцы 7, 8 пилонов 2 располагаются в пересечении лонжеронов 5 с нервюрами 6.

Работает предлагаемая конструкция следующим образом. В полете и при взлете-посадке самолета, на обтекатель 1 антенны действуют аэродинамические и инерционные нагрузки, которые вызывают моменты и силы, действующие в элементах конструкции обтекателя 1. Пилоны 2, простираясь внутрь обтекателя 1, преобразуются (трансформируются) в силовые элементы обтекателя 1, так в плоскости XOY пилоны 2 трансформируются в лонжероны 5, а в плоскости ZOY - в нервюры 6 обтекателя 1. В результате чего, совокупность выступающих из фюзеляжа 3 пилонов 2 и нервюр 6 обтекателя 1, соединяющих вместе внутри обтекателя 1 пилоны 2, образует в плоскости ZOY раму с защемленными основаниями.

Значительная часть сил +P_y и -P_y, возникающих от момента M_x и действующих по торцам 7, 8 пилонов 2, т.е. стоек рамы, воспринимаются сдвигом лонжеронов 5. В зависимости от нагрузок, действующих на обтекатель 1 антенны, при различных условиях эксплуатации самолета изменяется положение нулевого момента в пилонах 2, т.е. стойках рамы с защемленными основаниями. Местоположение разъемных узлов 4 между обтекателем 1 и фюзеляжем 3 выбирается в выступающих частях пилонов 2 в зоне расположения нулевых моментов, в результате чего разъемные узлы 4 воспринимают меньшие нагрузки, что увеличивает ресурс и позволяет выполнить их более компактными и облегченными.

Таким образом, создана конструкция, обеспечивающая наиболее рациональный путь для передачи нагрузок от обтекателя антенны на фюзеляж самолета, что совместно с разъемными узлами, расположенными в пилонах в зоне, максимально приближенной к нулевым моментам, способствует снижению веса самолета и увеличению его ресурса, кроме того предлагаемая конструкция позволяет осуществлять замену обтекателей антенн, при минимальных доработках планера самолета.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при конструировании самолетов радиолокационного обзора. Обтекатель антенны установлен на защемленных и выступающих из фюзеляжа пилонах, простирающихся внутрь обтекателя. Пилоны внутри обтекателя трансформируются в его силовые элементы - лонжероны и нервюры, так, что образуется рама с защемленными основаниями. Разъемные узлы выполнены в выступающих из фюзеляжа частях пилонов и делят их на две части в области расположения нулевых моментов в пилонах, т. е. стойках рамы. Изобретение направлено на увеличение ресурса и снижение веса планера самолета. 1 ил.

Обтекатель антенны самолета, установленный на защемленных и выступающих из фюзеляжа пилонах, простирающихся внутрь обтекателя, с выполненными между обтекателем и фюзеляжем разъемными узлами, отличающийся тем, что пилоны внутри обтекателя трансформируются в его силовые элементы - лонжероны и нервюры, образуя раму с защемленными основаниями, при этом разъемные узлы выполнены в выступающих из фюзеляжа частях пилонов.