Система крепления и отделения полезной нагрузки Российский патент 2022 года по МПК B64G1/64 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки отсеков летательных аппаратов, и может быть использована для крепления и отделения топливных баков, стартовых двигателей и других составных частей летательных аппаратов, имеющих свойство завершения работы до окончания автономного полета.

Известна система отделения полезной нагрузки патент RU 2268208, содержащая разъединяемое удерживающее устройство, установленное между несущей конструкцией и полезной нагрузкой, закрепленное на несущей конструкции. На полезной нагрузке закреплено стыковочное кольцо, на котором закреплены штыри, распределенные по его периферии, снабженные односторонними выступами, выполненными с их наружной стороны в боковом направлении. На стыковочном кольце выполнена посадочная поверхность. Стыковочное кольцо со штырями является силовым элементом конструкции полезной нагрузки. Разъединяемое удерживаемое устройство содержит цилиндрический корпус (силовой элемент несущей конструкции), размещенный между штырями стыковочного кольца полезной нагрузки, на торцевом фланце которого выполнена ответная посадочная поверхность. Снаружи цилиндрического корпуса, по его периферии, напротив выступов штырей, закреплены механические замки, каждый из которых выполнен в виде четырехзвенника, содержащего поворотное звено, установленное с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной направлению отделения, разделяющей поворотное звено на плечо захвата, обеспечивающее в повернутом состоянии захват соответствующего выступа штыря, с его тыльной стороны, и плечо упора, а также содержащего фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора. Устройство фиксации механических замков и устройство их расфиксации содержит металлические тросы, соответственно числу механических замков, каждый из которых соединен одним концом с фиксирующим звеном соответствующего механического замка, а другим концом с приводом натяжения металлических тросов, выполненным в виде многолучевой центральной звездочки, закрепленной с возможностью поворота на несущей конструкции, при этом, другие концы тросов соединены с различными лучами центральной многолучевой звездочки. Звездочка повернута для обеспечения натяжения тросов, их соединение с лучами звездочки выполнено с эксцентриситетом по отношению к оси ее вращения и удерживается от поворота пиросредством. Система крепления и отделения полезной нагрузки содержит толкатели отделения, дискретно закрепленные по периферии силового элемента несущей конструкции с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, и выполненные с возможностью задействования после расфиксации механических замков.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства, являются следующие: система крепления и отделения полезной нагрузки, включающая стыкуемые силовые элементы несущей конструкции и полезной нагрузки, с посадочными поверхностями, выступы, выполненные на силовом элементе конструкции полезной нагрузки, в боковом направлении и распределенные по периферии, механические замки, закрепленные на силовом элементе несущей конструкции, напротив выступов полезной нагрузки, каждый из которых содержит поворотное звено, установленное с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной направлению отделения, разделяющей поворотное звено на плечо захвата, обеспечивающее в повернутом состоянии захват выступа, с его тыльной стороны, и плечо упора, а также фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, при этом, система крепления и отделения полезной нагрузки содержит устройство фиксации каждого замка, взаимодействующее с поворотным и фиксирующим звеньями, устройство расфиксации механических замков, содержащее металлические тросы, соответственно числу замков, каждый из которых соединен одним концом с фиксирующим звеном соответствующего механического замка, а другим концом с приводом натяжения металлических тросов, снабженным пусковым устройством, и толкатели отделения, дискретно закрепленные по периферии силового элемента несущей конструкции, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, и выполненные с возможностью задействования после расфиксации механических замков.

Недостатком известной системы отделения - прототипа является то, что при эксплуатации летательного аппарата до отделения полезной нагрузки, тросы находятся под напряжением растяжения. При использовании известного устройства на маневренных летательных аппаратах с большими полетными перегрузками и длительным сроком службы до разделения его частей, тросы могут растягиваться, что затрудняет их использование на таких летательных аппаратах, кроме того, наличие тросов и звездочки, расположенных от периферии к центру отсека, затрудняет компоновку летательного аппарата.

Предлагаемое устройство решает задачи: освобождение тросов от натяжения до разделения частей летательного аппарата; упрощение компоновки летательного аппарата.

Для достижения названного технического результата в системе крепления и отделения полезной нагрузки, включающей стыкуемые силовые элементы несущей конструкции и полезной нагрузки, с посадочными поверхностями, выступы, выполненные на силовом элементе конструкции полезной нагрузки в боковом направлении и распределенные по периферии, механические замки, закрепленные на силовом элементе несущей конструкции, напротив выступов полезной нагрузки, каждый из которых содержит поворотное звено, установленное с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной направлению отделения, разделяющей поворотное звено на плечо захвата, обеспечивающее в повернутом состоянии захват выступа, с его тыльной стороны, и плечо упора, а также, фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, при этом, система крепления и отделения полезной нагрузки содержит устройство фиксации каждого замка, взаимодействующее с поворотным и фиксирующим звеньями, устройство расфиксации механических замков, содержащее металлические тросы, соответственно числу замков, каждый из которых соединен одним концом с фиксирующим звеном соответствующего механического замка, а другим концом с приводом натяжения металлических тросов, снабженным пусковым устройством, и толкатели отделения, дискретно закрепленные по периферии силового элемента несущей конструкции, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, и выполненные с возможностью задействования после расфиксации механических замков, каждый механический замок снабжен корпусом, содержащим боковые стенки, ось вращения поворотного звена установлена между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполнено Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполнены продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполнено в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжены упорами, между которыми установлена пружина сжатия, длина прорезей и пружина сжатия выбраны с обеспечением нахождения штока в крайнем переднем положении под плечом упора, при повернутом для захвата положении поворотного звена, и выхода штока из под плеча упора, при обжатии пружины сжатия, устройство фиксации каждого замка выполнено в виде резьбового отверстия в плече захвата и болта, ввинченного в резьбовое отверстие с возможностью выступания за пределы плеча захвата при затяжке болта, привод натяжения металлических тросов выполнен в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, металлические тросы снабжены металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закреплен кронштейн, корпус цилиндра снабжен кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропущен через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закреплен на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполнено отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполнено с его пропусканием через отверстие в стенке упора его корпуса и упором металлической оплетки на стенку упора корпуса, поворотное звено и корпус каждого механического замка снабжены ушками, между которыми закреплена пружина растяжения, с обеспечением ее расположения над пружиной сжатия и поворота поворотного звена, с освобождением силового элемента конструкции полезной нагрузки, при выходе штока из под плеча упора, а длина перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбрана из условия выхода штока из под плеча упора. Дополнительно, для уменьшения аэродинамического сопротивления летательного аппарата в полете, выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки направлены к его продольной оси. Для увеличения прочности крепления и упрощения изготовления, выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки объединены в полку. Для уменьшения величины контактного напряжения в зоне контакта болта с силовым элементом конструкции полезной нагрузки, после затяжки болта, на торцевой поверхности болта выполнен выступ, с боковыми размерами, не превышающими минимальный диаметр резьбовой поверхности болта, а на силовом элементе конструкции полезной нагрузки, в зоне контакта с болтом, выполнено углубление; выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены коническими; выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены сферическими. Для уменьшения нагрузки на трос при расфиксации механического замка, ползуны штока механического замка выполнены в виде двух параллельных цилиндрических осей; участки параллельных цилиндрических осей, размещенные в продольных направляющих прорезях, снабжены роликами, выполненными с возможностью вращения вокруг соответствующей оси; шток каждого механического замка имеет вырез, выполненный со стороны передней части штока, перпендикулярный передней цилиндрической оси, на длину, превышающую длину установки передней цилиндрической оси, при этом в вырезе на передней цилиндрической оси размещен ролик взаимодействия с плечом упора Г-образного поворотного звена, установленный с возможностью вращения вокруг передней цилиндрической оси.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

- каждый механический замок снабжен корпусом, содержащим боковые стенки, ось вращения поворотного звена установлена между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполнено Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполнены продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполнено в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжены упорами, между которыми установлена пружина сжатия, длина прорезей и пружина сжатия выбраны с обеспечением нахождения штока в крайнем переднем положении под плечом упора, при повернутом для захвата положении поворотного звена, и выхода штока из под плеча упора, при обжатии пружины сжатия, устройство фиксации замка выполнено в виде резьбового отверстия в плече захвата и болта, ввинченного в резьбовое отверстие с возможностью выступания за пределы плеча захвата при затяжке болта, привод натяжения металлических тросов выполнен в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, металлические тросы снабжены металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закреплен кронштейн, корпус цилиндра снабжен кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропущен через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закреплен на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполнено отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполнено с его пропусканием через отверстие в стенке упора его корпуса и упором металлической оплетки на стенку упора корпуса, поворотное звено и корпус каждого механического замка снабжены ушками, между которыми закреплена пружина растяжения, с обеспечением ее расположения над пружиной сжатия и поворота поворотного звена, с освобождением силового элемента конструкции полезной нагрузки, при выходе штока из под плеча упора, а длина перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбрана из условия выхода штока из под плеча упора;

- выступы, на силовом элементе конструкции полезной нагрузки направлены к его продольной оси;

- выступы, на силовом элементе конструкции полезной нагрузки объединены в полку;

- на торцевой поверхности болта выполнен выступ, с боковыми размерами, не превышающими минимальный диаметр резьбовой поверхности болта, а на силовом элементе конструкции полезной нагрузки, в зоне контакта с болтом, выполнено углубление;

- выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены коническими;

- выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены сферическими;

- ползуны штока механического замка выполнены в виде двух параллельных цилиндрических осей;

- участки параллельных цилиндрических осей, размещенные в продольных направляющих прорезях, снабжены роликами, выполненными с возможностью вращения вокруг соответствующей оси;

- шток каждого механического замка имеет вырез, выполненный со стороны передней части штока, перпендикулярный передней цилиндрической оси, на длину, превышающую длину установки передней цилиндрической оси, при этом в вырезе на передней цилиндрической оси размещен ролик взаимодействия с плечом упора Г-образного поворотного звена, установленный с возможностью вращения вокруг передней цилиндрической оси.

Благодаря наличию отличительных признаков в совокупности с известными, обеспечивается возможность использования предлагаемого устройства на маневренных летательных аппаратах с большими полетными нагрузками и увеличенным сроком службы до момента отделения полезной нагрузки. Кроме того, облегчается компоновка других составных частей летательного аппарата в его корпусе, уменьшается аэродинамическое сопротивление.

Данное техническое решение может найти применение на летательных аппаратах для крепления на них полезной нагрузки и ее отделения в полете. Изобретение поясняется фиг. 1…10.

На фиг. 1 представлена полезная нагрузка, закрепленная к несущей конструкции системой крепления и отделения полезной нагрузки, в изометрии.

На фиг. 2 представлен вид по стрелке А фиг. 1.

На фиг. 3 представлено сечение Б-Б фиг. 2, поясняющее положение механического замка при закрепленной полезной нагрузке.

На фиг. 4 представлено сечение Б-Б фиг. 2, поясняющее положение механического замка при расфиксации крепления полезной нагрузки.

На фиг. 5 представлен вид сбоку механического замка при повернутом для захвата положении поворотного звена.

На фиг. 6 представлено сечение Г-Г фиг. 5, поясняющее положение штока при повернутом для захвата положения поворотного звена.

На фиг. 7 представлен вид сверху конструкции привода натяжения металлических тросов при закрепленной полезной нагрузке.

На фиг. 8 представлено сечение Д-Д фиг. 7, поясняющее крепление конца металлического троса в приводе натяжения металлических тросов.

На фиг. 9 представлено сечение В-В фиг. 2 поясняющее конструкцию направляющих штырей и пружинных толкателей до отделения полезной нагрузки.

На фиг. 10 представлено поперечное сечение каждого конца металлической оплетки металлического троса и резьбовой втулки для упора металлической оплетки соответственно, в корпус упора металлического замка и стенку кронштейна корпуса цилиндра.

Система крепления и отделения полезной нагрузки содержит стыкуемые силовые элементы - шпангоут 1 несущей конструкции 2 и шпангоут 3 полезной нагрузки 4, расположенные по их периферии, с посадочными поверхностями 5 и 6, соответственно, выступы, выполненные на шпангоуте 3 в боковом направлении к его продольной оси, объединенные в полку 7, механические замки 8, закрепленные на полке 9 шпангоута 1, напротив полки 7 шпангоута 3. Каждый механический замок 8 содержит поворотное звено 10, установленное с возможностью вращения вокруг оси 11, перпендикулярной направлению отделения (НО), разделяющей поворотное звено 10 на плечо 12 захвата, обеспечивающее в повернутом состоянии поворотного звена 10, захват полки 7, с ее тыльной стороны, и плечо 13 упора. Устройство расфиксации механических замков, содержит металлические тросы 14, соответственно числу механических замков 8. Система крепления и отделения полезной нагрузки содержит толкатели 15 отделения, дискретно закрепленные по периферии шпангоута 1 на его полке 9, напротив полки 7 шпангоута 3 полезной нагрузки 4, и выполненные с возможностью задействования после расфиксации механических замков 8, например, пружинные. Каждый механический замок 8 снабжен корпусом 16, содержащим боковые стенки 17, ось 11 вращения поворотного звена 10 установлена между его боковыми стенками 17, в их передней части, поворотное звено 10 выполнено Г-образным, с расположением его на оси 11 вращения в районе изгиба, в боковых стенках 17 корпуса 16 выполнены продольные направляющие прорези 18, фиксирующее звено выполнено в виде штока 19, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины направляющих прорезей 18 заходящими в них, выполненными в виде двух параллельных цилиндрических осей 20 и 21, передней и задней, соответственно. Шток 19 каждого механического замка 8 имеет вырез 22, выполненный со стороны передней части штока 19, перпендикулярный передней цилиндрической оси 20, на длину, превышающую длину установки передней цилиндрической оси 20, при этом в вырезе 22 на передней цилиндрической оси 20 размещен ролик 23, взаимодействия с плечом 13 поворотного звена 10, установленный с возможностью вращения вокруг передней цилиндрической оси 20. Шток 19 и корпус 16 механического замка 8 снабжены упорами 24 и 25, между которыми установлена пружина 26 сжатия, участки параллельных цилиндрических осей 20 и 21, размещенные в продольных направляющих прорезях 18, снабжены роликами 27, выполненными с возможностью вращения вокруг соответствующих осей 20 и 21 и зафиксированными на цилиндрических осях 20 и 21 внешними стопорными кольцами 28, длина направляющих прорезей 18 и пружина 26 сжатия выбраны с обеспечением нахождения штока 19 в крайнем переднем положении под плечом 13 упора, при повернутом для захвата положении поворотного звена 10, и выхода штока 19 из под плеча 13 упора, при обжатии пружины 26 сжатия. Устройство фиксации замка выполнено в виде резьбового отверстия 29 в плече 12 захвата и болта 30, ввинченного в резьбовое отверстие 29 с возможностью выступания за пределы плеча 12 захвата при затяжке (закручивании) болта 30. На торцевой поверхности болта 30 выполнен выступ 31, с боковыми размерами, не превышающими минимальный диаметр резьбовой поверхности 32 болта 30, а на полке 7 шпангоута 3, в зоне контакта с болтом 30, выполнено углубление 33, выступ 31 болта 30 и углубление 33 выполнены сферическими для уменьшения контактного напряжения (давления) в зоне контакта выступа 31 с углублением 33. При уменьшении потребного усилия затяжки болта 30 резьбовой поверхностью 32 в резьбовом отверстии 29, выступ 31 и углубление 33 могут быть выполнены коническим, что упрощает их изготовление (на чертежах не показано). Привод натяжения металлических тросов 14 выполнен в виде цилиндра 34 с поршнем 35, соединенным с вдвижным штоком 36, и источника текучей среды избыточного давления, выполненного в виде газогенератора 37, сообщенного через пусковое устройство, выполненное в виде пиропатрона 38, с подпоршневой полостью 39 цилиндра 34. В качестве источника текучей среды может быть использован баллон сжатого газа или источник высокого давления (гидронасос) гидросистемы летательного аппарата, а пусковое устройство выполнено в виде пускового клапана (на чертежах не показаны). Металлические тросы 14 снабжены металлической оплеткой 40, выполненной с возможностью скольжения металлического троса 14 внутри металлической оплетки 40. На вдвижном штоке 36 закреплен кронштейн 41, корпус цилиндра 34 снабжен кронштейном 42 с резьбовыми отверстиями 43 в его стенке, в которых установлены резьбовые втулки 44 со ступенчатыми отверстиями 45 для одного конца каждого металлического троса 14 который, пропущен через соответствующее отверстие 45 в резьбовой втулке 44 с упором металлической оплетки 40 на ступеньку 46 резьбовой втулки 44 и через нее на стенку кронштейна 42, и закреплен на кронштейне 41, после пропускания через отверстие 47 в стенке кронштейна 41, соосно резьбовому отверстию 43 в стенке кронштейна 42, гайку 48, приваренную к стенке кронштейна 41 соосно отверстию 47 и полый болт 49, ввинченный в гайку 48, посредством крепления 50. В стенке упора 25 корпуса 16 каждого механического замка 8 выполнено резьбовое отверстие 51, в которое установлена соответствующая резьбовая втулка 44 со ступенчатым отверстием 45 и ступенькой 46. Со стороны заднего торца штока 19 каждого механического замка 8 по оси штока 19 выполнено отверстие 52. Перпендикулярно оси штока 19 выполнены два сквозных резьбовых отверстия 53. Второй конец каждого металлического троса 14 пропущен через отверстие 45 соответствующей резьбовой втулки 44, с упором металлической оплетки 40 на ступеньку 46 резьбовой втулки 44, отверстие 52 и закреплен к соответствующему штоку 19 механического замка 8 в отверстии 52 двумя винтами 54, установленных в двух резьбовых отверстиях 53, с упором металлической оплетки 40 на стенку упора 25 корпуса 16, крепление второго конца каждого металлического троса 14 к соответствующему штоку 19 может быть выполнено и другим способом, например, пайкой. Поворотное звено 10 и корпус 16 каждого механического замка 8 снабжены ушками, соответственно 55 и 56, между которыми закреплена пружина 57 растяжения, с обеспечением ее расположения над пружиной сжатия 26 и поворота поворотного звена 10, с освобождением полки 7 полезной нагрузки 4, при выходе штока 19 из-под плеча 13 упора, а длина перемещения кронштейна 41 вдвижного штока 36 выбрана из условия выхода штока 19 из-под плеча 13 упора. Каждый корпус 16 механического замка 8 снабжен ограничителем 58, взаимодействующим с плечом 13 упора при открытом положении механического замка 8. Болт 30 после затяжки в резьбовом отверстии 29 стопорится на плече 12 захвата Г-образного поворотного звена 10 с помощью стопорной лепестковой шайбы 59. Металлическая оплетка 40 может быть соединена с резьбовой втулкой 44 и другим известным способом, например, сваркой или пайкой (на чертежах не показано). Система крепления и разделения полезной нагрузки содержит центрирующие направляющие штыри 60 расположенные на полке 7 шпангоута 3 и концентричные им отверстия 61 на противоположной полке 9 шпангоута 1.

Система крепления и отделения полезной нагрузки работает следующим образом. Для состыковки полезной нагрузки 4 и несущей конструкции 2 необходимо при закрытом положении механических замков 8, фиг 3, открыть каждый механический замок 8 путем перемещения штока 19 от поворотного звена 10, с обжатием вручную пружины 26 сжатия до выхода штока 19 из-под плеча 13 упора, при этом пружина 57 растяжения повернет поворотное звено 10 вокруг оси 11 до контакта плеча 13 упора с ограничителем 58 корпуса 16, после отпускания штока 19 пружина 26 сжатия переведет шток 19 до упора в плечо 13, прижимая его к ограничителю 58 и фиксируя открытое положение механических замов 8 (фиг. 4). Полезная нагрузка 4 (фиг. 1 и 9) подводится к несущей конструкции 2 скользя установленными на полке 7 шпангоута 3 центрирующими направляющими штырями 60 по концентричным им отверстиям 61 на противоположной полке 9 шпангоута 1 до контакта посадочных поверхностей 5 и 6, после чего каждый механический замок 8 переводится в закрытое положение путем перемещения штока 19 в направлении от Г-образного поворотного звена 10, с обжатием пружины 26 сжатия и растяжением пружины 57 растяжения. Далее вручную поворачивается поворотное звено 10 вокруг оси 11 до контакта выступа 31 болта 30 с полкой 7 шпангоута 3 и отпускается шток 19, при этом посредством пружины 26 сжатия шток 19 перемещается в крайнее переднее положение под плечо 13 упора, обеспечивая его контакт с роликом 23. С помощью моментного ключа выполняется затяжка болта 30 на необходимое усилие и с помощью стопорных лепестковых шайб 59 фиксируется положение болта 30, что обеспечивает закрытое положение механических замков 8 с необходимым усилием затяжки для восприятия больших полетных нагрузок и предотвратит раскручивание болта 30 при вибрациях в полете. На кронштейне 41 (фиг 7 и 8) производится подтяжка ослабленных тросов 14 путем выкручивания полого болта 49 из гайки 48 кронштейна 41, после чего нанесением краски на место выхода полого болта 49 из гайки 48, с последующим высыханием краски, осуществляется фиксация подтянутого положения металлических тросов 14. Автоматическое отделение полезной нагрузки 4 от несущей конструкции 2 происходит после срабатывания пиропатрона 38, при этом срабатывает газогенератор 37 и сжатый газ наполняет подпоршневую полость 39 цилиндра 34 повышенным давлением. Сила давления сжатого газа на поршень 35 перемещает вдвижной шток 36 от металлической оплетки 40, что приводит к перемещению второго конца троса 14 и штока 19 каждого механического замка 8 от поворотного звена 10, с обжатием пружины 26 сжатия. При дальнейшем движении вдвижного штока 36, шток 19 выходит из-под плеча 13 упора, при этом пружина 57 растяжения поворачивает Г-образное поворотное звено 10 вокруг оси 11, до контакта плеча 13 упора поворотного звена 10 с ограничителем 58 корпуса замка 16 (фиг. 4), фиксируя открытое положение механических замов 8. При этом толкатели отделения 15, закрепленные на полке 9 шпангоута 1 несущей конструкции 2, воздействуя на полку 7 шпангоута 3 полезной нагрузки 4, обеспечивают ее отделение от несущей конструкции 2. В процессе ее отделения направляющие штыри 60 расположенные на полке 7 шпангоута 3 скользят по концентричным им отверстиям 61 на противоположной полке 9 шпангоута 1, предотвращая закручивание полезной нагрузки 4 относительно несущей конструкции 2 до полного отделения. Благодаря выполнению каждого механического замка 8 (фиг. 1) с фиксирующим звеном в виде штока 19 (фиг. 3, 4, 5 и 6) продольного перемещения, минимизируется объем, занимаемый механическими замками 8 в несущей конструкции 2, что упрощает ее компоновку агрегатами, необходимыми для выполнения полета. Благодаря выполнению устройства фиксации замка 8 в виде болта 30 ввинчиваемого в плечо 12 захвата поворотного звена 10 и взаимодействию плеча 13 упора со штоком 19 обеспечивается возможность прижатия полок 7 и 9 по посадочным поверхностям 5 и 6 большим усилием, что обеспечивает возможность использования системы крепления и отделения полезной нагрузки на маневренных летательных аппаратах с большими полетными нагрузками. Благодаря нагружению тросов 14 растягивающим усилием только при расфиксации механических замков 8, исключается их растяжение при эксплуатации до отделения полезной нагрузки 4 от несущей конструкции 2, что обеспечивает возможность использования предлагаемого устройства на летательных аппаратах, имеющих длительный (многолетний) срок эксплуатации до отделения полезной нагрузки 4. Благодаря металлической оплетке 40 каждого троса 14 (фиг. 10), с ее упором на стенку упора 25 корпуса 16 и кронштейн 42 цилиндра 34, через резьбовые втулки 44, обеспечивается одинаковый ход штоков 19 механических замков 8, при различной длине тросов 14, что обеспечивает возможность размещения цилиндра 34 (фиг. 2 и 7) с вдвижным штоком 36, газогенератором 37 и пиропатроном 38 в произвольном месте несущей конструкции 2, что облегчает ее компоновку другими агрегатами, при разработки конструкции, необходимыми для выполнения полетного задания. Благодаря роликам 23 и 27, необходимая прикладываемая сила для перемещения штока 19 по поверхностям плеча 13 упора и прорезей 18 при расфиксации механического замка 8 существенно уменьшается, так как коэффициент качения во много раз меньше коэффициента трения скольжения. Уменьшение силы перемещения штока 19 при расфиксации механических замков 8, при наличии роликов 23 и 27, приводит к уменьшению необходимого диаметра цилиндра 34 и его массы, соответственно уменьшается и потребная масса газогенератора 37. Направление полки 7 в боковом направлении к продольной оси шпангоута 3 позволяет разместить механические замки 8 внутри несущей конструкции 2 и, за счет этого, уменьшить аэродинамическое сопротивление летательного аппарата в полете. Объединение отдельных выступов шпангоута 3 в полку 7 обеспечивает связь между собой отдельных мест приложения усилия затяжки болтов 30 и, за счет этого увеличить прочность крепления. Выполнение полки 7 распределенной по периферии шпангоута 3 позволяет изготавливать полку 7 заодно со шпангоутом 3, что повышает точность изготовления, полки 7 на шпангоуте 3, исключает необходимость крепления отдельных выступов и, за счет этого, упрощает изготовление системы крепления и отделения полезной нагрузки.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники. Система крепления и отделения полезной нагрузки содержит шпангоут (1) несущей конструкции (2) и шпангоут (3) полезной нагрузки (4), механические замки (8). Каждый замок (8) имеет поворотное звено, установленное на оси вращения, разделяющее поворотное звено на плечо захвата и плечо упора, и фиксирующее звено. Шток фиксирующего звена и корпус каждого замка снабжены упорами с пружинами между ними. Устройство фиксации замка выполнено в виде резьбового отверстия в плече захвата и болта, ввинченного в резьбовое отверстие. Устройство расфиксации механических замков содержит металлические тросы (14), соответственно числу механических замков (8). Достигается повышение работоспособности системы при больших нагрузках, упрощение изготовления и компоновки летательного аппарата и уменьшение аэродинамического сопротивления. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система крепления и отделения полезной нагрузки, включающая стыкуемые силовые элементы несущей конструкции и полезной нагрузки, с посадочными поверхностями, выступы, выполненные на силовом элементе конструкции полезной нагрузки в боковом направлении и распределенные по периферии, механические замки, закрепленные на силовом элементе несущей конструкции, напротив выступов полезной нагрузки, каждый из которых содержит поворотное звено, установленное с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной направлению отделения, разделяющей поворотное звено на плечо захвата, обеспечивающее в повернутом состоянии захват выступа, с его тыльной стороны, и плечо упора, а также фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, при этом система крепления и отделения полезной нагрузки содержит устройство фиксации каждого замка, взаимодействующее с поворотным и фиксирующим звеньями, устройство расфиксации механических замков, содержащее металлические тросы, соответственно числу замков, каждый из которых соединен одним концом с фиксирующим звеном соответствующего механического замка, а другим концом с приводом натяжения металлических тросов, снабженным пусковым устройством, и толкатели отделения, дискретно закрепленные по периферии силового элемента несущей конструкции, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, и выполненные с возможностью задействования после расфиксации механических замков, отличающаяся тем, что каждый механический замок снабжен корпусом, содержащим боковые стенки, ось вращения поворотного звена установлена между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполнено Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполнены продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполнено в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжены упорами, между которыми установлена пружина сжатия, длина прорезей и пружина сжатия выбраны с обеспечением нахождения штока в крайнем переднем положении под плечом упора, при повернутом для захвата положении поворотного звена, и выхода штока из-под плеча упора, при обжатии пружины сжатия, устройство фиксации каждого замка выполнено в виде резьбового отверстия в плече захвата и болта, ввинченного в резьбовое отверстие с возможностью выступания за пределы плеча захвата при затяжке болта, привод натяжения металлических тросов выполнен в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, металлические тросы снабжены металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закреплен кронштейн, корпус цилиндра снабжен кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропущен через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закреплен на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполнено отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполнено с его пропусканием через отверстие в стенке упора его корпуса и упором металлической оплетки на стенку упора корпуса, поворотное звено и корпус каждого механического замка снабжены ушками, между которыми закреплена пружина растяжения, с обеспечением ее расположения над пружиной сжатия и поворота поворотного звена, с освобождением силового элемента конструкции полезной нагрузки, при выходе штока из-под плеча упора, а длина перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбрана из условия выхода штока из-под плеча упора.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки направлены к его продольной оси.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки объединены в полку.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что на торцевой поверхности болта выполнен выступ, с боковыми размерами, не превышающими минимальный диаметр резьбовой поверхности болта, а на силовом элементе конструкции полезной нагрузки, в зоне контакта с болтом, выполнено углубление.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены коническими.

6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что выступ болта и углубление на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполнены сферическими.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ползуны штока механического замка выполнены в виде двух параллельных цилиндрических осей.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что участки параллельных цилиндрических осей, размещенные в продольных направляющих прорезях, снабжены роликами, выполненными с возможностью вращения вокруг соответствующей оси.

9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что шток каждого механического замка имеет вырез, выполненный со стороны передней части штока, перпендикулярный передней цилиндрической оси, на длину, превышающую длину установки передней цилиндрической оси, при этом в вырезе на передней цилиндрической оси размещен ролик взаимодействия с плечом упора Г-образного поворотного звена, установленный с возможностью вращения вокруг передней цилиндрической оси.