ОПОРА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБТЕКАТЕЛЯ АНТЕНН НА САМОЛЕТЕ Российский патент 2013 года по МПК B64C1/36 

Предполагаемое изобретение относится к авиационной технике, а именно к самолетам дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО).

В ряде стран строятся и эксплуатируются самолеты с вращающимися и не вращающимися обтекателями антенн, и варианты их различны.

Для информации использованы изобретения: US 2980909 «Неподвижный обтекатель на пилоне с вращающейся внутри него антенной» H01Q 1/28, US 3656164 «Убирающаяся самолетная антенна с радиопрозрачным обтекателем для сканирования» H01Q 1/28,

US 3045236 «Вращающиеся обтекатели для самолета» НКИ 343-705,

US 3026516 «Вращающийся обтекатель на пилоне самолета»

НКИ 343-705, журнал «Итоги науки и техники». Авиастроение, Том 1 «Современные самолеты США и стран Западной Европы», Москва 1973 г., стр.80, 3.1.2. Самолет - летающий пункт командования ПВО США Boeing AWACS и Том 2 часть I, Москва 1976 г., стр.99.

Все эти обтекатели антенн в зависимости от назначения, места расположения, подвижности (вращения) или неподвижности относительно конструкции самолета, имеют различные варианты опор.

Так, например обтекатель US 3656164 H01Q 1/28, убирающийся в фюзеляж, опирается на опору в нише фюзеляжа с помощью механизма уборки шасси. Обтекатель US 3045236 НКИ 343-705 закреплен неподвижно на пилоне фюзеляжа за крыльями, а опорой, вращающейся в нем антенны, является вертикальный вал, который проходит через весь фюзеляж и закреплен в подшипниках на конструкции фюзеляжа. Вращающийся обтекатель US 3026516 НКИ 343-705 крепится своими двумя подшипниками на кольцевых пластинах на пилоне и в обшивке.

Все эти обтекатели отличаются по назначению и конструкции, и имеют свои недостатки по заделке подшипников на пластинах (панелях фюзеляжа), на фермах (звеньях) механизма уборки и др., которые не надежны.

Близким по назначению и конструкции является «Вращающийся обтекатель для самолета» US №3045236 НКИ 343-705, где антенна размещается внутри обтекателя неподвижно относительно обтекателя. Обтекатель вращается вместе с антенной, закрепленный на валу, который вращается в подшипниках, установленных в нижней части фюзеляжа на полу, в верхней части фюзеляжа (в панели верхней обшивки) и в пилоне.

Вал, жестко закрепленный в обтекателе, приводится в движение двигателем и передаточными элементами, обеспечивающими вращение обтекателя вместе с закрепленной в нем антенной. Это изобретение может быть принято за аналог, но в нем обтекатель опирается на один пилон.

Так как предлагаемая опора обтекателя крепится к фюзеляжу на двух пилонах, то она наиболее сходна с конструкцией, описанной в журнале «Итоги науки и техники». Авиастроение, Том 1 Современные самолеты США и стран Западной Европы, Москва, 1973 г., стр.80.

На самолет Боинг 707-320В установлен над фюзеляжем за крылом на двух пилонах вращающийся обтекатель антенны. Диаметр обтекателя 9,14 м, толщина 1,8 м со скоростью вращения 6 об/мин.

Этот самолет с вращающимся обтекателем антенн, опирающимся на два пилона и принимается за прототип.

Указанный обтекатель, как и ранее перечисленные, имеет недостатки в конструкции опоры обтекателя в части передачи значительных сил (250-300 тонн в нашем случае) от обтекателя через механизм вращения на пилоны.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение ресурса опоры и соединений в системе «обтекатель-опора-пилоны», снижение веса при компактности и минимальных габаритах конструкции, технологичность изготовления, сборки, удобство осмотра и обслуживания.

Технический результат достигается предлагаемой схемой интегральной конструкции опоры вращающегося обтекателя антенн, установленного на двух пилонах на фюзеляже самолета.

Опора вращающегося обтекателя, содержащая механизм вращения, выполнена из шести балок, расположенных в объеме обтекателя и объединенных в цельную конструкцию соединениями концов балок между собой и одновременно с лонжеронами пилонов, образуя своими верхними полками плоскость для соединения с механизмом вращения обтекателя, а нижними полками - поверхность, вписанную в обводы обтекателя.

Нижние полки балок соединены угловыми кницами, образующими внутренними кромками окантовку эксплуатационного люка. Ребра жесткости боковых наружных и внутренних балок соединены попарно между собой силовыми накладками. Выпущенные за контур обтекателя полки этих балок соединены с элементами конструкции панелей пилонов. Между балками и круглым отверстием в обтекателе с зазором от его кромок установлена зашивка, состоящая из четырех сегментных съемных панелей.

Предлагаемая схема интегральной конструкции объединяет все элементы в одно целое - опору с равномерным распределением нагрузок на элементы конструкции и на соединения с механизмом вращения обтекателя с пилонами.

Сопоставительный анализ предполагаемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что оно обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется кратким описанием и прилагаемыми чертежами, где:

на фиг.1 показана модель самолета с обтекателем антенн на пилонах;

на фиг.2 показан вид по полету на раму опорную;

на фиг.3 показан вид сверху на раму опорную;

на фиг.4 показан вид сверху на опору с разрезом продольной горизонтальной плоскостью (сечение А-А);

на фиг.5 показана модель общего вида обтекателя на опоре с поперечным разрезом по оси симметрии обтекателя;

на фиг.6 показана модель опоры с поперечным разрезом и видом на лонжероны пилонов;

на фиг.7 показана модель опоры на пилонах с поперечным разрезом по оси симметрии обтекателя;

на фиг.8 показан вид на полки балки боковой;

на фиг.9 показана модель с видом на опору сверху;

на фиг.10 показана модель с видом на опору, установленную на пилонах с зашивкой по кругу и зализами пилонов;

на фиг.11 показана модель с видом на опору и механизм вращения.

Предлагаемая конструкция опоры обтекателя на самолете представляет собой силовое основание, опирающееся на два пилона и состоящее из шести основных элементов - балок: передней балки 1, боковых наружных балок 2 и 3, внутренних балок 4 и 5 и задней балки 6. Балки соединены между собой концами, образующими углы рамы, где они соединены еще с четырьмя лонжеронами пилонов. Лонжероны передние: левый 7 и правый 8, задние 9 и 10.

Количество балок определяется целесообразностью распределения нагрузок. Так, передняя балка 1, опирающаяся по концам на лонжероны 7 и 8, расположена между пилонами 11 и 12. Стенка передней балки 1 сопрягается со стенками лонжеронов 7 и 8, соединяется с ними болтами, кроме этого ребра жесткости передней балки 1 соединяются с полками этих лонжеронов. Так же задняя балка 6 соединяется с задними лонжеронами 9 и 10. Боковые балки 2 и 3 своими концами входят в полость между полками лонжеронов 7, 8, 9 и 10, их стенки соединяются с полками лонжеронов, а их полки соединяются: нижние - с ребром на стенке лонжерона, а верхние полки - с верхней полкой передней балки 1. Стенки боковых балок 2 и 3 по направлению являются продолжением панелей 13, 14, 15 и 16 пилонов. Наружные боковые балки 2 и 3 стыкуются с наружными панелями пилонов 13 и 16, а внутренние боковые балки 4 и 5 соответственно с внутренними панелями пилонов 14 и 15.

Стенки и полки боковых балок 2 и 3 подкреплены ребрами жесткости 17, которые расположены на боковых балках 2 и 3 по осям стрингеров панелей пилонов 13, 14, 15 и 16, замыкая тем самым вертикальные силы между лонжеронами 7, 8, 9 и 10 на элементы конструкции панелей пилонов. На фиг.6 хорошо видно сопряжение стенок лонжеронов 7, 8, 9, 10 со стенками передней балки 1. Внутренние полки лонжеронов 7, 8 сопрягаются со стенками внутренних балок 4, 5 и с ребрами передней 1 и задней 6 балок.

Верхние полки наружных 2, 3 и внутренних 4, 5 боковых балок подфрезерованы и сопрягаются снизу изнутри с полками передней 1 и задней 6 балок.

В верхних полках передней 1, задней 6 и внутренних боковых балок 4, 5, верхняя поверхность которых выполнена как плоскость сопряжения с подшипником механизма вращения обтекателя (фиг.11), имеются отверстия 18 под болты крепления с подшипником механизма вращения обтекателя.

Внутренние ребра боковых балок наружных 2, 3 и внутренних 4, 5 соединены между собой (попарно) силовыми накладками 19, способными часть нагрузки, приходящейся на внутренние балки 4, 5 от подшипника передать на наружные балки 2, 3. Затем, через соединительные элементы (полки балки соединены с панелями, фиг.8) передать эту нагрузку на наружные панели 13 и 16 пилонов.

Расширения верхних полок внутренних боковых балок 4 и 5, а также передней балки 1 и задней балки 6 в углах, создают жесткость, способную не допустить перекосов всей рамы.

По нижней поверхности опоры в углах между нижними полками балок 1, 4, 5, 6 установлены силовые кницы 20, которые закрепляются на нижних полках балок и образуют окантовку эксплуатационного люка, закрываемого крышкой 21, которая запирается замками 22 (например, ОСТ 1 13723-80).

В крышке люка выполнены отверстия для воздухозаборника вентиляции обтекателя.

Опора обтекателя, имея минимальные размеры, определенные габаритами механизма вращения обтекателя и прочностью, выполнена как рациональная интегральная конструкция, компактная и способная выдерживать высокие знакопеременные нагрузки при минимальном весе и обеспечивать при этом заданный высокий ресурс летательного аппарата.

Опора универсальна для установки на нее аналогичных обтекателей и даже для перевозки закрепленных на ней грузов, летательных аппаратов, ракет и др. космической техники.

Конструкция предлагаемой опоры обеспечивает удобство осмотра и обслуживания механизма вращения, его привода, волноводов и других коммуникаций, а также осмотра и контроля креплений, болтовых соединений и целостности силовых элементов конструкции. Для этого предусмотрены разъемные соединения быстросъемных панелей зашивки 23, установленных на замках 22. Панели зашивки 23 выполнены по нижнему обводу обтекателя и установлены с зазором между неподвижной опорой и кромкой (по кругу) вращающегося обтекателя.

Отмеченные отличительные признаки опоры обеспечивают эффективную работу вращающегося обтекателя антенн на самолете, снижение веса при компактности и минимальных габаритах конструкции, технологичность изготовления, сборки и обслуживания.

Соединение опоры с пилонами, закрытое обтекаемыми зализами 24 и 25, обеспечивает минимальные аэродинамические потери.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции опоры вращающегося обтекателя антенн выражается в рациональности интегральной схемы конструкции, размеры элементов и их распределение в зависимости от нагрузки, обеспечивают гарантированную прочность и высокий ресурс, снижении веса, простоте и высокой технологичности изготовления входящих в нее деталей и сборки, в удобстве эксплуатации, компактности и удобстве монтажа-демонтажа коммуникаций и самого обтекателя.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к опоре вращающегося обтекателя антенн на самолете. Опора содержит механизм вращения и выполнена из шести балок, расположенных в объеме обтекателя и объединенных в цельную конструкцию соединениями концов балок между собой и одновременно с лонжеронами пилонов, образуя своими верхними полками плоскость для соединения с механизмом вращения обтекателя, а нижними полками - поверхность, вписанную в обводы обтекателя. Нижние полки балок соединены угловыми кницами, образующими внутренними кромками окантовку эксплуатационного люка, при этом ребра жесткости боковых балок наружных и внутренних соединены попарно между собой силовыми накладками, а выпущенные за контур обтекателя полки этих балок соединены с элементами конструкции панелей пилонов. Между балками и круглым отверстием в обтекателе с зазором от его кромок установлена зашивка, состоящая из четырех сегментных съемных панелей. Технический результат заключается в уменьшении габаритов конструкции опоры. 11 ил.

Опора вращающегося обтекателя антенн на самолете, установленного на двух пилонах на фюзеляже самолета, содержащая механизм вращения, отличающаяся тем, что она выполнена из шести балок, расположенных в объеме обтекателя и объединенных в цельную конструкцию соединениями концов балок между собой и одновременно с лонжеронами пилонов, образуя своими верхними полками плоскость для соединения с механизмом вращения обтекателя, а нижними полками - поверхность, вписанную в обводы обтекателя, где нижние полки балок соединены угловыми кницами, образующими внутренними кромками окантовку эксплуатационного люка, при этом ребра жесткости боковых балок, наружных и внутренних, соединены попарно между собой силовыми накладками, а выпущенные за контур обтекателя полки этих балок соединены с элементами конструкции панелей пилонов, кроме того, между балками и круглым отверстием в обтекателе с зазором от его кромок установлена зашивка, состоящая из четырех сегментных съемных панелей.