СОЕДИНЕНИЕ КОРПУСА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ДНИЩЕМ Российский патент 2004 года по МПК F42B15/00 B64G1/22 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проектировании летательных аппаратов (ЛА), имеющих герметичные разъемные или эксплуатационные соединения с днищами, люками, лючками.

Среди существующих ЛА в ракетно-космической технике герметичные соединения корпусов с днищами в основном осуществляются фланцевыми стыками. Фланцевые стыки для размещения элементов крепежа (шпилек с гайками или болтов) требуют значительно развитых шпангоутов, что приводит к росту массы ЛА в целом, а также к уменьшению проходного сечения шпангоута днища, что в свою очередь ведет к ухудшению компоновки полезного груза, размещаемого внутри герметичного объема.

Из-за необходимости установки большого количества крепежных элементов фланцевый стык не является быстроразъемным, что приводит к неудобству при его эксплуатации.

В качестве прототипа к заявляемому соединению рассматривается соединение в головной части, имеющей корпус с днищевым шпангоутом и днище, содержащее фланцевый стык с крепежными элементами (см. Пенцак И.Н. Теория полета и конструкция баллистических ракет. М., Машиностроение. 1974, стр. 174-175, рис. 9.3; 9.4).

Технической задачей изобретения является уменьшение массы соединения корпуса ЛА с днищем, повышение защищенности от внешних воздействий, а также улучшение эксплуатационных свойств соединения.

Поставленная в заявке техническая задача решается путем соединения корпуса с днищем с образованием замкового узла за счет того, что в соединении корпуса летательного аппарата с днищем, содержащим корпус летательного аппарата с днищевым шпангоутом и днище, согласно заявленному техническому решению в днищевом шпангоуте корпуса выполнена кольцевая канавка, а на днище концентрично ей - выступы, которые размещены в кольцевой канавке днищевого шпангоута. В днищевом шпангоуте концентрично кольцевой канавке выполнены пазы, выходящие в нее и образующие между торцом днищевого шпангоута и кольцевой канавкой бобышки, ограничивающие осевое перемещение днища.

Частные признаки, характеризующие соединение корпуса ЛА с днищем:

1. Соединение выполняется герметичным за счет выполнения на днище концентрично выступам кольцевой канавки, в которой размещено герметизирующее кольцо радиального уплотнения, а на днищевом шпангоуте - цилиндрическая или коническая уплотняемая поверхность.

2. Для надежного стопорения днища от поворота на днище может быть закреплен крепежным элементом, например болтом, фиксатор сегментной формы, отверстие под крепежный элемент в котором выполнено эксцентрично его наружной поверхности вращения, при этом он сопрягается по этой поверхности с концентричным ей пазом, выполненным в одной из бобышек днищевого шпангоута.

3. Для повышения несущей способности соединения кольцевая канавка на днищевом шпангоуте и выступы на днище могут иметь форму части тора, что также облегчает монтаж днища в связи с отсутствием острых кромок.

На фиг. 1, 2 представлено соединение корпуса ЛА с днищем (виды со стороны установки днища), при этом на фиг. 1 изображено днище в состыкованном состоянии, на фиг. 2 - в состоянии монтажа, когда выступы днища заведены в кольцевую канавку шпангоута, но не повернуты до совмещения с бобышками. На фиг. 3, 4, 5, 6 показано соединение днища с корпусом ЛА в разрезах А-А, Б-Б, В-В, Г-Г соответственно.

Соединение корпуса ЛА с днищем содержит корпус 1 с днищевым шпангоутом 2, днище 3. В днищевом шпангоуте 2 выполнена кольцевая канавка 4, в которой размещены выступы 5 днища 3. При этом днище ограничено от осевого перемещения бобышками 6, которые образованы выполненными в днищевом шпангоуте 2 пазами 7, выходящими в кольцевую канавку 4. Поверхности кольцевой канавки 4 и выступы днища имеют форму части тора. В кольцевой канавке 8 днища 3 размещено кольцо 9, уплотняющее соединение по поверхности 10 днищевого шпангоута 2. Для стопорения днища от поворота относительно корпуса в одной из бобышек 6 выполнен паз 11, в котором размещен сегментный фиксатор 12, закрепленный на днище 3 болтом 13 эксцентрично наружной поверхности вращения 14, по которой фиксатор сопрягается с концентричной ей поверхностью 15 паза 11.

Соединение днища 3 с корпусом 1 происходит в следующем порядке. Сначала днище 3 перемещается вдоль продольной оси корпуса 1 до упора выступов 5 в кольцевую канавку 4 через пазы 7. При этом кольцо 9 уплотняет соединение по канавке 8 в днище и поверхности 10 днищевого шпангоута. Затем днище 3 поворачивается относительно продольной оси корпуса 1 до совмещения его выступов 5 с бобышками 6 в днищевом шпангоуте и паза 11 в одной из бобышек 6 с местом под фиксатор 12. На днище 3 устанавливается фиксатор 12 и крепится к нему болтом 13, при этом концентричные поверхности 14 и 15 паза и фиксатора соответственно сопрягаются, застопорив днище от поворота.

Разборка соединения производится в обратном порядке.

Предлагаемая конструкция соединения корпуса ЛА с днищем позволяет решить поставленную в заявке техническую задачу, обеспечивая по сравнению с прототипом:

снижение массы соединения, так как строительная высота днищевого шпангоута корпуса уменьшена приблизительно вдвое и отсутствуют дополнительные силовые элементы крепления (болты, шпильки с гайками и т.п.);

повышение защищенности соединения от внешних воздействий (механических, тепловых и др.), так как замковые элементы размещены внутри конструкции днищевого шпангоута;

улучшение эксплуатационных свойств, так как перед снятием днища необходимо демонтировать только один фиксатор, тогда как у прототипа демонтируется до нескольких десятков крепежных элементов.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проектировании летательных аппаратов, имеющих герметичные разъемные или эксплуатационные соединения с днищами, люками и т.п. В днищевом шпангоуте корпуса выполнена кольцевая канавка. На днище концентрично канавке - выступы, которые размещены в кольцевой канавке днищевого шпангоута. В днищевом шпангоуте концентрично кольцевой канавке выполнены пазы, выходящие в нее и образующие между торцом днищевого шпангоута и кольцевой канавкой бобышки. На днище концентрично выступам может быть выполнена кольцевая канавка, в которой размещено герметизирующее кольцо радиального уплотнения. На днищевом шпангоуте - цилиндрическая или коническая уплотняемая поверхность. На днище крепежным элементом, например болтом, может быть закреплен фиксатор сегментной формы, отверстие под крепежный элемент в котором выполнено эксцентрично его наружной поверхности вращения. Фиксатор сопряжен по наружной поверхности с концентричным ей пазом, выполненным в одной из бобышек днищевого шпангоута. Кольцевая канавка на днищевом шпангоуте и выступы на днище могут иметь форму части тора. Таким выполнением соединения достигается уменьшение его массы, повышение защищенности от внешних воздействий, а также улучшение его эксплуатационных свойств. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Соединение корпуса летательного аппарата с днищем, содержащее корпус летательного аппарата с днищевым шпангоутом и днище, отличающееся тем, что в днищевом шпангоуте корпуса выполнена кольцевая канавка, а на днище концентрично ей - выступы, которые размещены в кольцевой канавке днищевого шпангоута, при этом в днищевом шпангоуте концентрично кольцевой канавке выполнены пазы, выходящие в нее и образующие между торцем днищевого шпангоута и кольцевой канавкой бобышки, ограничивающие осевое перемещение днища.2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на днище концентрично выступам выполнена кольцевая канавка, в которой размещено герметизирующее кольцо радиального уплотнения, а на днищевом шпангоуте - цилиндрическая или коническая уплотняемая поверхность.3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на днище закреплен крепежным элементом, например болтом, фиксатор сегментной формы, отверстие под крепежный элемент в котором выполнено эксцентрично его наружной поверхности вращения, при этом он сопрягается по этой поверхности с концентричным ей пазом, выполненным в одной из бобышек днищевого шпангоута.4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что кольцевая канавка на днищевом шпангоуте и выступы на днище имеют форму части тора.