БЛОК РУЛЕВОГО ПРИВОДА УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА Российский патент 2005 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области силовых систем управления летательных аппаратов, а именно к устройствам рулевых приводов малогабаритных управляемых снарядов. В технике известны пневматические приводы, составной частью которых являются силовые пневмоцилиндры с односторонним штоком и мембранным уплотнением поршня, например [1]. В этой схеме предполагается прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня и центровка штока по наружной неподвижной направляющей. Однако применение подобной схемы в блоке рулевого привода, обеспечивающего вращение оси рулей, малопригодно, так как при преобразовании поступательного движения во вращательное на шток неизбежно будут действовать перекашивающие его моменты сил. Для уменьшения сил трения в направляющей штока потребуется дополнительное устройство, сводящее на нет преимущества мембранного пневмоцилиндра, например, в простоте конструкции.

Известно устройство блока рулевого привода (БРП) управляемого снаряда [2], наиболее близкое к предлагаемому решению. Этот БРП содержит два односторонних силовых цилиндра с поршнями мембранного типа с жестким центром и односторонним штоком, нагруженных на коромысло, установленное на оси рулей, при этом шток является частью подвижного параллелограмма, образованного введением дополнительного подвижного рычага, параллельного плечу коромысла. Последний обеспечивает поступательное движение и центровку поршня, но с неизбежным радиальным биением последнего относительно оси цилиндра. Данное устройство приемлемо при относительно небольших углах поворота оси рулей и ходе поршня. В противном случае проявляется ряд недостатков. Возникает нестабильность усилия перемещения поршня по ходу его движения из-за дополнительных деформаций мембраны, снижается ее надежность, уменьшается эффективная площадь поршня, увеличиваются габариты БРП из-за наличия в кинематике параллелограмма.

Задача данного изобретения - упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик блока рулевого привода управляемого снаряда с односторонними мембранными пневмоцилиндрами путем снижения трения в кинематике блока рулевого привода, сокращения его габаритов и увеличения возможных углов поворота оси рулей.

Это достигается тем, что в блоке рулевого привода управляемого снаряда, содержащего ось рулей с коромыслом, связанные с последним силовые цилиндры с поршнями мембранного типа с жестким центром и односторонним штоком, а также узлы центровки поршней, каждый узел центровки выполнен в виде центрального стержня постоянного диаметра, установленного в полости цилиндра, и кольцевой направляющей втулки, выполненной на штоке со стороны выхода осевого глухого отверстия, образованного в штоке, образующей со стержнем подвижную посадку, при этом цилиндры установлены таким образом, что расстояние от оси рулей до оси каждого цилиндра L составляет соотношение

L=L₀cosα,

где L₀ - длина плеча коромысла;

α - угол поворота оси рулей.

На фиг.1 изображена общая схема предлагаемого БРП в положении максимального отклонения рулей, на фиг.2 при нулевом положении последних. БРП содержит два односторонних силовых цилиндра, каждый из которых скомпонован с электромагнитным распределительным устройством 1 в единую сборку, связанными через коромысло 2 с осью рулей 3. Каждый силовой цилиндр содержит корпус 4, наружный стакан 5 и поршень в виде эластичной чашеобразной мембраны 6 с жестким центром 7, связанным со штоком 8. В штоке выполнено глухое осевое отверстие, причем на штоке со стороны выхода отверстия выполнена кольцевая втулка 9. В зависимости от условий работы втулка может быть выполнена заодно со штоком в виде кольцевого, со скругленными ребрами буртика, съемной или с угловой прокачкой. По осевой цилиндра установлен гладкий направляющий стержень 10, имеющий с втулкой 9 подвижную посадку по всей длине стержня и образующий узел центровки поршня в радиальном направлении относительно корпуса 4 и наружного стакана 5. Каждый шток шарнирно соединен с плечом коромысла 2. Цилиндры расположены симметрично относительно оси рулей на расстоянии L, определяемом из соотношения

L=L₀cosα,

где L₀ - длина плеча коромысла;

α - угол поворота оси рулей.

Это сделано для того, чтобы при максимальных углах поворота привода осевые стержня и штока совпадали, плоскость жесткого центра поршня была перпендикулярна осевой линии цилиндра и стержня, при этом на поршень действуют минимальные радиальные нагрузки и, следовательно, минимальная сила трения между втулкой и стержнем. Это важно, потому что на максимальных углах поворота рулей на последние действуют наибольшие нагрузки, которые должен отрабатывать привод.

При работе БРП на распределительные устройства 1 подается рабочее давление, например воздуха. При подаче электрического сигнала на одно из распределительных устройств в соответствующий цилиндр поступает рабочее давление, из другого происходит сброс воздуха. Под действием перепада давлений в цилиндрах происходит поворот коромысла и связанных с ним рулей в крайнее положение на угол α. При подаче сигнала на другой распределитель происходит движение в обратную сторону. При движении поршня последний центрируется стержнем по осевой цилиндра, при этом, хотя и происходит его незначительная угловая прокачка на угол β, радиус перегиба мембраны меняется от хода поршня существенно меньше по сравнению с устройством-прототипом. Поэтому усилие перемещения мембранного поршня становится меньше и более стабильным, что позволяет увеличить площадь жесткого центра поршня и развиваемый момент привода. Отсутствие дополнительных рычагов и устройств центровки, выходящих за габариты цилиндра, позволяет существенно сократить габариты и упростить БРП.

Источники информации

1. Ю.И.Чупраков. Основы гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1966, стр. 146, рис. 4.11.

2. "Выстрел 3УБК10 с управляемым снарядом 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное издательство, 1987, стр. 26, рис. 16.

Изобретение относится к области военной техники. Блок рулевого привода управляемого снаряда включает ось рулей с коромыслом, с которым связаны силовые цилиндры с поршнями мембранного типа с жестким центром и односторонним штоком, а также узлы центровки поршней. Каждый узел центровки выполнен в виде центрального стержня постоянного диаметра, установленного в полости цилиндра, и кольцевой направляющей втулки, выполненной на штоке со стороны выхода осевого глухого отверстия, образованного в штоке, образующей со стержнем подвижную посадку. Расстояние от оси рулей до оси каждого цилиндра определяется по определенной зависимости. При использовании изобретения существенно упрощается конструкция блока рулевого привода и повышается его эксплутационная характеристика. 2 ил.

Блок рулевого привода управляемого снаряда, включающий ось рулей с коромыслом, связанные с последним силовые цилиндры с поршнями мембранного типа с жестким центром и односторонним штоком, а также узлы центровки поршней, отличающийся тем, что каждый узел центровки выполнен в виде центрального стержня постоянного диаметра, установленного в полости цилиндра, и кольцевой направляющей втулки, выполненной на штоке со стороны выхода осевого глухого отверстия, образованного в штоке, образующей со стержнем подвижную посадку, при этом цилиндры установлены таким образом, что расстояние L от оси рулей до оси каждого цилиндра составляет соотношение L=L₀cosα, где L₀ – длина плеча коромысла, α - угол поворота оси рулей.