Способ изготовления системы разделения элементов конструкции Российский патент 2021 года по МПК B64C1/00 B64G1/64 

Изобретение относится к способам сброса или отделения объектов, преимущественно ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок от несущих конструкций летательного аппарата, на любых участках траектории полета, и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система разделения элементов конструкции - патент RU 2724337, содержащая силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, снабженную плавающими сферическими подшипниками скольжения, установленную на направляющих через отверстия внутренних колец плавающих сферических подшипников скольжения, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, расположенные на подвижной раме подпружиненные фиксаторы конечного положения, выполненные в виде качалок, установленных на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота края качалки в выступ на шпангоуте, при перемещении подвижной рамы в крайнее положение, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, выполненные с возможностью регулирования их длины, гайку с затяжным болтом, с упором головки затяжного болта в подвижную раму, и прижатием шпангоутов по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки болта, при этом в теле болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных сухариков, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, и цилиндрического сдвигаемого подпружиненного поршня, размещенного над отдельными сухариками, а сам пироузел расфиксации силовых узлов крепления выполнен в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно тела затяжного болта корпусом, закрепленным на подвижной раме и охватывающим сдвигаемый подпружиненный поршень.

Общими существенными признаками прототипа - системы разделения элементов конструкции, совпадающими с существенными признаками предлагаемого способа являются следующие: способ включает изготовление шпангоутов разделяемых элементов конструкций, на торцевых плоскостях которых выполняют привалочные поверхности, силовых узлов крепления шпангоутов, при этом на шпангоуте одной из разделяемых конструкций выполняют упорные полки, распределяя их по периферии шпангоута, а на шпангоуте другой из разделяемых конструкций устанавливают на осях поворота фиксирующие рычаги, упирающиеся при вращении на осях поворота одним концом фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, узла расфиксации силовых узлов крепления, состоящего из цилиндра со сдвигаемым поршнем, пироагрегата, сообщенного с надпоршневой полостью цилиндра, и устройства расфиксации силовых узлов крепления, толкателя отделения, подвижной рамы, которую устанавливают на направляющих через разделанные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, подпружиненных фиксаторов конечного положения подвижной рамы, при этом подвижную раму соединяют с противоположными частями фиксирующих рычагов с помощью тяг, которые выполняют с возможностью регулирования их длины.

Особенностью известного стыка - прототипа является то, что эта система разделения элементов конструкции не обеспечивает в конструкциях, предъявляющих требования по обеспечению свободного пространства в центральной внутренней части отсека, возможность использования одного пироузла, что снижает надежность изделия в целом, а также значительно увеличивает параметры виброудара, воздействующего на конструкцию. Пироузлы, приводящие в движение подвижную раму за счет энергии пороховых газов, создают значительные перегрузки, которые также увеличивает параметры виброудара, воздействующего на конструкцию. Срабатывание нескольких пироузлов, расположенных непосредственно на подвижной раме, происходит неравномерно, что приводит к перекосу подвижной рамы при ее движении и требует применять плавающие сферические подшипники, что усложняет конструкцию подвижной рамы и увеличивает ее массу.

Предлагаемое изобретение - способ изготовления системы разделения элементов конструкции позволяет независимо от требований по распределению свободного пространства в центральной внутренней части отсека применять один пироузел, соединенный трубопроводами с гидравлическими механизмами расфиксации, что повышает надежность изделия в целом, а также уменьшает параметры виброудара, воздействующего на конструкцию. Пироузел за счет энергии пороховых газов обеспечивает только расфиксацию подвижной рамы, перемещение происходит за счет пружин, установленных на направляющих, что снижает параметры виброудара, воздействующего на конструкцию. Гидравлические механизмы расфиксации, задействованные от одного пироузла срабатывают синхронно, а установленные на каждой из направляющих пружины обеспечивают приложение силы непосредственно в зону контакта направляющей и подвижной рамы, что значительно снижает ее перекос, снимая требования по применению плавающих сферических подшипников, тем самым упрощая конструкцию подвижной рамы и уменьшая ее массу.

Для достижения названного технического результата способ изготовления системы разделения элементов конструкции включает: изготовление шпангоутов разделяемых элементов конструкций, на торцевых плоскостях которых выполняют привалочные поверхности, силовых узлов крепления шпангоутов, при этом на шпангоуте одной из разделяемых конструкций выполняют упорные полки, распределяя их по периферии шпангоута, а на шпангоуте другой из разделяемых конструкций устанавливают на осях поворота фиксирующие рычаги, упирающиеся при вращении на осях поворота одним концом фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, узла расфиксации силовых узлов крепления, состоящего из цилиндра со сдвигаемым поршнем, пироагрегата, сообщенного с надпоршневой полостью цилиндра, и устройства расфиксации силовых узлов крепления, толкателя отделения, подвижной рамы, которую устанавливают на направляющих через разделанные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, подпружиненных фиксаторов конечного положения подвижной рамы, при этом подвижную раму соединяют с противоположными частями фиксирующих рычагов с помощью тяг, которые выполняют с возможностью регулирования их длины, а устройство расфиксации силовых узлов крепления выполняют в виде гидроцилиндра с выдвижным штоком, зафиксированным от свободного перемещения срезной шпилькой, которую устанавливают в шток через корпус гидроцилиндра, конец штока соединяют с рычагом, имеющим ось поворота, устанавливают выполненный в виде качалки захват, закрепляя его на оси вращения, и упирая один из концов захвата на ось поворота рычага, а противоположный конец захвата на упорную поверхность затяжной шпильки с гайкой, которые устанавливают через окно, разделанное в подвижной раме, упирая гайку в подвижную раму, тем самым прижимая шпангоуты по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки гайки, при этом в оси поворота рычага выполняют поперечный вырез, позволяющий захвату свободно вращаться высвобождая затяжную шпильку, при повороте рычага вырезом к концу захвата, надпоршневую полость гидроцилиндра сообщают трубопроводом с подпоршневой полостью цилиндра узла расфиксации силовых узлов крепления, образуя единый объем, заполняемый рабочей жидкостью, а подвижную раму устанавливают с упором на пружины, обеспечивающие ее перемещение при высвобождении затяжной шпильки.

Отличительным признаком предлагаемого безударного способа разделения элементов конструкции является то, что устройство расфиксации силовых узлов крепления выполняют в виде гидроцилиндра с выдвижным штоком, зафиксированным от свободного перемещения срезной шпилькой, которую устанавливают в шток через корпус гидроцилиндра, конец штока соединяют с рычагом, имеющим ось поворота, устанавливают выполненный в виде качалки захват, закрепляя его на оси вращения, и упирая один из концов захвата на ось поворота рычага, а противоположный конец захвата на упорную поверхность затяжной шпильки с гайкой, которые устанавливают через окно, разделанное в подвижной раме, упирая гайку в подвижную раму, тем самым прижимая шпангоуты по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки гайки, при этом в оси поворота рычага выполняют поперечный вырез, позволяющий захвату свободно вращаться высвобождая затяжную шпильку, при повороте рычага вырезом к концу захвата, надпоршневую полость гидроцилиндра сообщают трубопроводом с подпоршневой полостью цилиндра узла расфиксации силовых узлов крепления, образуя единый объем, заполняемый рабочей жидкостью, а подвижную раму устанавливают с упором на пружины, обеспечивающие ее перемещение при высвобождении затяжной шпильки.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: данный способ повышает надежность изделия в целом, а также уменьшает параметры виброудара, воздействующего на конструкцию.

Данный способ может найти применение в качестве узла стыковки ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.

Изобретение поясняется фиг. 1…6.

На фиг. 1 представлен вид сзади на способ изготовления системы разделения элементов конструкции.

На фиг. 2, сеч. А-А (фиг. 1), представлен способ изготовления системы разделения элементов конструкции.

На фиг. 3, сеч. Б-Б (фиг. 1), представлен гидроцилиндр с выдвижным штоком.

На фиг. 4, сеч. В-В (фиг. 1), представлен узел содержащий гидроцилиндр со сдвигаемым поршнем и пироагрегат.

На фиг. 5, сеч. Г-Г (фиг. 1), представлен силовой узел в положении удержания.

На фиг. 6, сеч. Д-Д (фиг. 2), представлено устройство расфиксации подвижной рамы.

Способ изготовления системы разделения элементов конструкции, изображенный на фиг. 1…6 включает изготовление шпангоутов 1 (фиг. 2, 3, 4, 5) и 2 (фиг. 2, 3, 4, 5, 6) разделяемых элементов конструкций, на торцевых плоскостях которых выполняют привалочные поверхности 3 (фиг. 2, 3, 4, 5), силовых узлов крепления шпангоутов 1 и 2, при этом на шпангоуте 1 одной из разделяемых конструкций выполняют упорные полки 4 (фиг. 5), распределяя их по периферии шпангоута 1, а на шпангоуте 2 другой из разделяемых конструкций устанавливают на осях поворота 5 (фиг. 5) фиксирующие рычаги 6 (фиг. 5), упирающиеся при вращении на осях поворота 5 одним концом фиксирующего рычага 6 на упорные полки 4 шпангоута 1 противоположной отделяемой части конструкции, узла расфиксации силовых узлов крепления, состоящего из цилиндра 7 (фиг. 4) со сдвигаемым поршнем 8 (фиг. 4), пироагрегата 9 (фиг. 1, 4), сообщенного с надпоршневой полостью цилиндра 7, и устройства расфиксации силовых узлов крепления, толкателя отделения 10 (фиг. 1), подвижной рамы 11 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6), которую устанавливают на направляющих 12 (фиг. 1, 2) через разделанные в подвижной раме 11 окна 13 (фиг. 2), с возможностью перемещения по направляющим 12, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости 3 шпангоутов 1 и 2, подпружиненных фиксаторов конечного положения 14 (фиг. 1, 3, 6) подвижной рамы 11, при этом подвижную раму 11 соединяют с противоположными частями фиксирующих рычагов 6 с помощью тяг 15 (фиг. 5), которые выполняют с возможностью регулирования их длины, а устройство расфиксации силовых узлов крепления выполняют в виде гидроцилиндра 16 (фиг. 2, 3, 6) с выдвижным штоком 17 (фиг. 3, 6), зафиксированным от свободного перемещения срезной шпилькой 18 (фиг. 3, 6), которую устанавливают в шток 17 через корпус гидроцилиндра 16, конец штока 17 соединяют с рычагом 19 (фиг. 3, 6), имеющим ось поворота 20 (фиг. 6), устанавливают выполненный в виде качалки захват 21 (фиг. 6), закрепляя его на оси вращения 22 (фиг. 6), и упирая один из концов захвата 21 на ось поворота 20 рычага 19, а противоположный конец захвата 21 на упорную поверхность 23 (фиг. 6) затяжной шпильки 24 (фиг. 1, 2, 6) с гайкой 25 (фиг. 1, 2, 6), которые устанавливают через окно 26 (фиг. 6), разделанное в подвижной раме 11, упирая гайку 25 в подвижную раму 11, тем самым прижимая шпангоуты 1 и 2 по привалочным поверхностям 3 при перемещении подвижной рамы 11 в процессе затяжки гайки 25, при этом в оси поворота 20 рычага 19 выполняют поперечный вырез 27 (фиг. 6), позволяющий захвату 21 свободно вращаться высвобождая затяжную шпильку 24, при повороте рычага 19 вырезом 27 к концу захвата 21, надпоршневую полость гидроцилиндра 16 сообщают трубопроводом 28 (фиг. 2, 3, 4) с подпоршневой полостью цилиндра 7 узла расфиксации силовых узлов крепления, образуя единый объем, заполняемый рабочей жидкостью 29 (фиг. 3, 4), а подвижную раму 11 устанавливают с упором на пружины 30 (фиг. 2), обеспечивающие ее перемещение при высвобождении затяжной шпильки 24.

Способ изготовления системы разделения элементов конструкции работает следующим образом: при подаче электрического сигнала в пироагрегате 9 возникает избыточное давление, при котором поршень 8 перемещается внутри цилиндра 7, передавая через рабочую жидкость 29 усилие на шток 17, который перемещаясь внутри гидроцилиндра 16 срезает срезную шпильку 18, и поворачивает рычаг 19 поперечным вырезом 27, выполненным в его оси 20, к концу захвата 21, позволяя захвату 21 вращаться, тем самым высвобождая затяжную шпильку 24, позволяя подвижной раме 11 перемещаться по направляющим 12 под воздействием пружин 30, при этом подвижная рама 11 через тяги 15 поворачивает фиксирующие рычаги 6, тем самым высвобождая шпангоуты 1 и 2 из зацепления, в конечном положении подвижная рама 11 фиксируется за счет подпружиненных фиксаторов 14, после чего срабатывает толкатель отделения 10, который уносит шпангоуты 1 и 2 друг от друга.

Изобретение относится к системам разделения преимущественно ступеней ракет, отсеков, обтекателей и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники. Способ изготовления системы разделения элементов конструкции включает изготовление шпангоутов разделяемых элементов, на торцевых плоскостях которых выполняют привалочные поверхности, силовых узлов крепления шпангоутов. На шпангоуте одной из разделяемых конструкций выполняют упорные полки, распределяя их по периферии шпангоута, на шпангоуте другой из разделяемых конструкций устанавливают на осях поворота фиксирующие рычаги, упирающиеся при вращении на осях поворота одним концом фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции. Узел расфиксации силовых узлов крепления состоит из цилиндра со сдвигаемым поршнем, пироагрегата, сообщенного с надпоршневой полостью цилиндра, и устройства расфиксации силовых узлов крепления. Подвижную раму устанавливают на направляющих через разделанные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим. Техническим результатом изобретения является повышение надежности изделия, уменьшение параметров виброудара, воздействующего на конструкцию. 6 ил.

Способ изготовления системы разделения элементов конструкции, включающий изготовление шпангоутов разделяемых элементов конструкций, на торцевых плоскостях которых выполняют привалочные поверхности, силовых узлов крепления шпангоутов, при этом на шпангоуте одной из разделяемых конструкций выполняют упорные полки, распределяя их по периферии шпангоута, а на шпангоуте другой из разделяемых конструкций устанавливают на осях поворота фиксирующие рычаги, упирающиеся при вращении на осях поворота одним концом фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, узла расфиксации силовых узлов крепления, состоящего из цилиндра со сдвигаемым поршнем, пироагрегата, сообщенного с надпоршневой полостью цилиндра, и устройства расфиксации силовых узлов крепления, толкателя отделения, подвижной рамы, которую устанавливают на направляющих через разделанные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, подпружиненных фиксаторов конечного положения подвижной рамы, при этом подвижную раму соединяют с противоположными частями фиксирующих рычагов с помощью тяг, которые выполняют с возможностью регулирования их длины, отличающийся тем, что устройство расфиксации силовых узлов крепления выполняют в виде гидроцилиндра с выдвижным штоком, зафиксированным от свободного перемещения срезной шпилькой, которую устанавливают в шток через корпус гидроцилиндра, конец штока соединяют с рычагом, имеющим ось поворота, устанавливают выполненный в виде качалки захват, закрепляя его на оси вращения и упирая один из концов захвата на ось поворота рычага, а противоположный конец захвата на упорную поверхность затяжной шпильки с гайкой, которые устанавливают через окно, разделанное в подвижной раме, упирая гайку в подвижную раму, тем самым прижимая шпангоуты по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки гайки, при этом в оси поворота рычага выполняют поперечный вырез, позволяющий захвату свободно вращаться, высвобождая затяжную шпильку, при повороте рычага вырезом к концу захвата, надпоршневую полость гидроцилиндра сообщают трубопроводом с подпоршневой полостью цилиндра узла расфиксации силовых узлов крепления, образуя единый объем, заполняемый рабочей жидкостью, а подвижную раму устанавливают с упором на пружины, обеспечивающие ее перемещение при высвобождении затяжной шпильки.