Способ крепления и отделения полезной нагрузки Российский патент 2022 года по МПК B64G1/64 F42B15/36 B64D1/02 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки отсеков летательных аппаратов, и может быть использовано 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, реализующая способ отделения полезной нагрузки, заключающийся в снабжении несущей конструкции и полезной нагрузки силовыми элементами, снабжении на несущей конструкции разъединяемым удерживающим устройством, а полезной нагрузки стыковочным кольцом, на котором закрепляют штыри, распределенные по его периферии, снабженные односторонними выступами, выполненными с их наружной стороны в боковом направлении. На стыковочном кольце выполняется посадочная поверхность. Стыковочное кольцо со штырями является силовыми элементами конструкции полезной нагрузки. Разъединяемое удерживаемое устройство снабжают цилиндрическим корпусом (силовой элемент несущей конструкции), и размещают между штырями стыковочного кольца полезной нагрузки, на торцевом фланце которого выполняют ответную посадочную поверхность. Снаружи цилиндрического корпуса, по его периферии, напротив выступов штырей, закрепляют механические замки, каждый из которых выполняют в виде четырехзвенника, который снабжают поворотным звеном, и устанавливают 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 снабжают металлическими тросами, соответственно числу механических замков, каждый из которых соединяют одним концом с фиксирующим звеном соответствующего механического замка, а другим концом с приводом натяжения металлических тросов, который выполняют в виде многолучевой центральной звездочки и закрепляют с возможностью поворота на несущей конструкции, при этом, другие концы тросов соединяют с различными лучами центральной многолучевой звездочки. Крепление несущей конструкции и полезной нагрузки выполняют путем их стыковки по посадочным поверхностям, поворота поворотного звена каждого механического замка в положение захвата выступа штыря, с его тыльной стороны, и фиксации закрытого положения каждого механического замка устройством фиксации, для чего поворачивают многолучевую центральную звездочку, обеспечивая натяжение металлических тросов и эксцентриситет силы натяжения каждого металлического троса по отношению к оси ее вращения, и удерживают от поворота пиросредством (пирочекой, пусковым устройством), а отделение полезной нагрузки от несущей конструкции обеспечивают под действием толкателей отделения, после расфиксации пирочеки (задействования пускового устройства привода натяжения металлических тросов), обратного поворота многолучевой центральной звездочки силами натяжения тросов, с поворотом фиксирующих звеньев механических замков и связанных с ними поворотных звеньев, и освобождением захвата поворотными звеньями выступов штырей полезной нагрузки.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства, являются следующие: способ крепления и отделения полезной нагрузки, заключающийся в снабжении несущей конструкции и полезной нагрузки силовыми элементами с посадочными поверхностями, выполнении выступов на силовом элементе полезной нагрузки в боковом направлении и распределенных по периферии, снабжении силового элемента несущей конструкции механическими замками, закрепленными 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, фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, снабжении несущей конструкции устройством фиксации каждого механического замка, взаимодействующим с поворотным и фиксирующим звеньями, а также устройством расфиксации механических замков, содержащим 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, при этом несущую конструкцию оснащают толкателями отделения, дискретно закрепленными по периферии силового элемента, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, выполненными с возможностью задействования после расфиксации механических замков, креплении несущей конструкции и полезной нагрузки путем их стыковки по посадочным поверхностям, поворота поворотного звена каждого механического замка в положение захвата выступа силового элемента несущей конструкции, с его тыльной стороны, и фиксации закрытого положения каждого механического замка устройством фиксации, и отделении полезной нагрузки от несущей конструкции под действием толкателей отделения после задействования пускового устройства привода натяжения металлических тросов.

Недостатком известного способа 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.

Предлагаемый способ решает эти задачи: освобождает тросы от натяжения до разделения частей летательного аппарата; упрощает компоновку летательного аппарата.

Для достижения названного технического результата в способе крепления и отделения полезной нагрузки, заключающемся в снабжении несущей конструкции и полезной нагрузки силовыми элементами с посадочными поверхностями, выполнении выступов на силовом элементе полезной нагрузки в боковом направлении и распределенных по периферии, снабжении силового элемента несущей конструкции механическими замками, закрепленными 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, фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, снабжении несущей конструкции устройством фиксации каждого механического замка, взаимодействующим с поворотным и фиксирующим звеньями, а также устройством расфиксации механических замков, содержащим 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, при этом несущую конструкцию оснащают толкателями отделения, дискретно закрепленными по периферии силового элемента, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, выполненными с возможностью задействования после расфиксации механических замков, креплении несущей конструкции и полезной нагрузки путем их стыковки по посадочным поверхностям, поворота поворотного звена каждого механического замка в положение захвата выступа силового элемента несущей конструкции, с его тыльной стороны, и фиксации закрытого положения каждого механического замка устройством фиксации, и отделении полезной нагрузки от несущей конструкции под действием толкателей отделения после задействования пускового устройства привода натяжения металлических тросов, каждый механический замок снабжают корпусом, содержащим боковые стенки, при этом в каждом корпусе ось вращения поворотного звена устанавливают между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполняют Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполняют продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполняют в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжают упорами, между которыми устанавливают пружину сжатия, длину прорезей и пружину сжатия выбирают 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 механического замка выполняют 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 выполняют в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, при этом площадь поршня выбирают достаточной для его перемещения избыточным давлением текучей среды в подпоршневой полости, металлические тросы снабжают металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закрепляют кронштейн, корпус цилиндра снабжают кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропускают через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закрепляют на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполняют отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполняют 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 снабжают ушками, между которыми закрепляют пружину 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 захвата, длину перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбирают из условия выхода штока из-под плеча захвата, и при креплении полезной нагрузки обеспечивают затяжку болта в плече захвата каждого механического замка необходимым усилием. Дополнительно, для уменьшения аэродинамического сопротивления летательного аппарата в полете, выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют направленными к его продольной оси. Для увеличения прочности крепления и упрощения изготовления, выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют объединенными в полку. Отличительными признаками предлагаемого устройства являются: - каждый механический замок снабжают корпусом, содержащим боковые стенки, при этом в каждом корпусе ось вращения поворотного звена устанавливают между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполняют Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполняют продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполняют в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжают упорами, между которыми устанавливают пружину сжатия, длину прорезей и пружину сжатия выбирают 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 механического замка выполняют 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 выполняют в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, при этом площадь поршня выбирают достаточной для его перемещения избыточным давлением текучей среды в подпоршневой полости, металлические тросы снабжают металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закрепляют кронштейн, корпус цилиндра снабжают кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропускают через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закрепляют на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполняют отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполняют 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 снабжают ушками, между которыми закрепляют пружину 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 захвата, длину перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбирают из условия выхода штока из-под плеча захвата, и при креплении полезной нагрузки обеспечивают затяжку болта в плече захвата каждого механического замка необходимым усилием;

- выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют направленными к его продольной оси;

- выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют объединенными в полку.

Благодаря наличию отличительных признаков в совокупности с известными, обеспечивается возможность крепления полезной нагрузки к несущей конструкции маневренных летательных аппаратов 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 при разработке, уменьшается аэродинамическое сопротивление в полете.

Данный способ может найти применение на летательных аппаратах для крепления на них полезной нагрузки и ее отделения в полете. Способ поясняется устройством, 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, преимущественно к узлам стыковки отсеков летательных аппаратов. Сущность: силовой элемент несущей конструкции снабжают механическими замками, закрепленными по периферии, каждый из которых снабжен Г-образным поворотным звеном, разделенным осью поворота на плечо захвата, обеспечивающее захват выступа силового элемента полезной нагрузки с его тыльной стороны, и плечо упора, взаимодействующее с фиксирующим звеном, выполненным в виде штока, снабженного поперечными ползунами и расположенного под плечом упора, в положении захвата. Устройство фиксации замка выполняют в виде резьбового отверстия в плече захвата и болта, ввинченного в резьбовое отверстие. Каждое фиксирующее звено связывают металлическим тросом с приводом натяжения, который выполняют в виде цилиндра с поршнем и вдвижным штоком. Металлические тросы снабжают металлической оплеткой, выполненной с возможностью скольжения металлического троса. Подпоршневую плоскость цилиндра сообщают с источником текучей среды избыточного давления через пусковое устройство, площадь поршня выбирают достаточной для его перемещения избыточным давлением текучей среды в подпоршневой полости и выхода штока каждого замка из-под плеча упора. При креплении обеспечивают затяжку болтов в плечах захвата. Отделение обеспечивается толкателями после срабатывания пускового устройства. Технический результат: обеспечение работоспособности крепления при больших нагрузках, облегчение компоновки, упрощение изготовления и уменьшение аэродинамического сопротивления. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ крепления и отделения полезной нагрузки, заключающийся в снабжении несущей конструкции и полезной нагрузки силовыми элементами с посадочными поверхностями, выполнении выступов на силовом элементе полезной нагрузки в боковом направлении и распределенных по периферии, снабжении силового элемента несущей конструкции механическими замками, закрепленными 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, фиксирующее звено, взаимодействующее с плечом упора, снабжении несущей конструкции устройством фиксации каждого механического замка, взаимодействующим с поворотным и фиксирующим звеньями, а также устройством расфиксации механических замков, содержащим 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, при этом несущую конструкцию оснащают толкателями отделения, дискретно закрепленными по периферии силового элемента, с упором на силовой элемент конструкции полезной нагрузки, выполненными с возможностью задействования после расфиксации механических замков, креплении несущей конструкции и полезной нагрузки путем их стыковки по посадочным поверхностям, поворота поворотного звена каждого механического замка в положение захвата выступа силового элемента несущей конструкции, с его тыльной стороны, и фиксации закрытого положения каждого механического замка устройством фиксации, и отделении полезной нагрузки от несущей конструкции под действием толкателей отделения после задействования пускового устройства привода натяжения металлических тросов, отличающийся тем, что каждый механический замок снабжают корпусом, содержащим боковые стенки, при этом в каждом корпусе ось вращения поворотного звена устанавливают между его боковыми стенками в их передней части, поворотное звено выполняют Г-образным, с расположением его на оси вращения в районе изгиба, в боковых стенках корпуса выполняют продольные направляющие прорези, фиксирующее звено выполняют в виде штока, снабженного поперечными ползунами, имеющими толщину меньше ширины прорези и заходящими в прорези, шток и корпус механического замка снабжают упорами, между которыми устанавливают пружину сжатия, длину прорезей и пружину сжатия выбирают 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 механического замка выполняют 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 выполняют в виде цилиндра с поршнем, соединенным с вдвижным штоком, и источника текучей среды избыточного давления, сообщенного через пусковое устройство привода с подпоршневой полостью цилиндра, при этом площадь поршня выбирают достаточной для его перемещения избыточным давлением текучей среды в подпоршневой полости, металлические тросы снабжают металлической оплеткой, выполненной с обеспечением возможности скольжения металлического троса внутри металлической оплетки, на вдвижном штоке закрепляют кронштейн, корпус цилиндра снабжают кронштейном с отверстиями в его стенке для одного конца каждого металлического троса, который пропускают через соответствующее отверстие с упором металлической оплетки на стенку кронштейна корпуса цилиндра и закрепляют на кронштейне вдвижного штока, в стенке упора корпуса каждого механического замка выполняют отверстие, крепление второго конца каждого металлического троса к соответствующему штоку механического замка выполняют 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 снабжают ушками, между которыми закрепляют пружину 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 захвата, длину перемещения подвижного кронштейна в устройстве расфиксации механических замков выбирают из условия выхода штока из-под плеча захвата, и при креплении полезной нагрузки обеспечивают затяжку болта в плече захвата каждого механического замка необходимым усилием.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют направленными к его продольной оси.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выступы на силовом элементе конструкции полезной нагрузки выполняют объединенными в полку.