МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БОКОВЫЕ ГРУЗОВЫЕ ОТСЕКИ Российский патент 2023 года по МПК B64D7/08 B64C1/22 

Изобретение относится к конструкции боковых грузовых отсеков самолетов легкой тактической авиации и предназначено для размещения широкой номенклатуры управляемых и неуправляемых авиационных средств поражения, а также дополнительных топливных емкостей, значительно увеличивающих боевую эффективность самолета.

В настоящее время на самолетах тактической авиации применяются боковые грузовые отсеки для размещения авиационных средств поражения (далее - АСП) класса «воздух-воздух». Использование внутренних грузовых отсеков направлено на снижение радиолокационной заметности самолета за счет размещения АСП внутри фюзеляжа, а также минимизации воздушного сопротивления средств поражения для достижения лучших аэродинамических характеристик в первую очередь на сверхзвуковых скоростях полета.

К наиболее характерным серийным самолетам тактической авиации, на которых присутствуют боковые грузовые отсеки, относятся самолеты Lockheed Martin F-22A. Однако номенклатура размещаемых в боковых грузовых отсеках данных самолетов средств поражения ограничена - только АСП для ведения ближнего воздушного боя.

Подобное ограничение по номенклатуре средств поражения, размещаемых в боковых грузовых отсеках, ведет к сокращению боевой эффективности самолета в тех задачах, где не ожидается встречи с авиацией противника - например, во многих ударных задачах, поскольку объем, который мог бы быть занят средствами поражения класса «воздух-поверхность», исключается из контура выполнения боевого задания.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является грузовой отсек самолета, раскрытый в источнике информации RU 2614871 С2, 30.03.2017. известный грузовой отсек представляет собой нишу, содержащую выводное пусковое устройство, выполненную в зоне стыка наплыва фюзеляжа с консолью крыла. Ниша грузового отсека снабжена в нижней части обтекателем, содержащим по меньшей мере одну створку, а выводное пусковое устройство представляет собой рычажный механизм, обеспечивающий уборку и выпуск груза в плоскости, лежащей под острым углом в пределах от 20 до 70 градусов к плоскости симметрии самолета, таким образом, что в выпущенном положении головная часть груза расположена перед передней кромкой крыла для уменьшения зоны «затенения» груза от носовой части фюзеляжа и передней кромки наплыва фюзеляжа, а продольная ось груза удалена от входа в воздухозаборник.

Недостатком наиболее близкого аналога, как и всего уровня техники является отсутствие универсальности размещения полезных грузов в полости грузового отсека.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является устранение недостатков известного уровня техники, а именно увеличение боевой эффективности самолета, оснащенного многофункциональными грузовыми отсеками, за счет размещения в отсеке различных узлов подвески для средств поражения различных классов.

Техническими результатами, достигаемыми заявленным изобретением являются обеспечение размещения и применения широкой номенклатуры управляемых и неуправляемых средств поражения класса «воздух-воздух» и «воздух-поверхность», а также съемной пушечной установки; повышение безопасности применения отдельных видов АСП в расширенном диапазоне высот и скоростей полета; увеличение дальности и продолжительности полета самолета; увеличение боевой эффективности самолета.

Многофункциональный грузовой отсек самолета тактической авиации содержит внутренние стенки, определяющие внутреннее пространство грузового отсека, створки и зону размещения полезной нагрузки. Грузовой отсек содержит поворачиваемый перпендикулярно направлению полета самолета дефлектор, расположенный в передней по направлению полета самолета части грузового отсека и зону размещения приводов створок и дефлектора. В грузовом отсеке расположена зона размещения необходимых агрегатов для механической подвески, подключения и обеспечения требуемых режимов работы полезной нагрузки, которые содержат фланцевые узлы со шпильками, узлы типа «ухо-вилка», электрические разъемы, штуцеры подвода охлаждения и топливные штуцеры. В задней части грузового отсека задняя стенка расположена под острым углом к направлению полета самолета. Зона размещения полезной нагрузки расположена в грузовом отсеке с зазорами от стенок грузового отсека.

Створки выполнены поворачивающимися по осям, располагающимся по направлению полета самолета.

Внутренние стенки грузового отсека выполнены гладкими.

Внутренние стенки покрыты теплозащитным покрытием.

По длине отсека размещаются дополнительные приводы створок.

Далее более подробно заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:

На фиг. 1 схематично представлен вид сбоку на многофункциональный боковой грузовой отсек,

На фиг. 2 схематично представлен вид спереди на многофункциональный боковой грузовой отсек,

На фиг. 3 представлена условная схема движения воздуха в отсеке без дефлектора и с дефлектором,

На фиг. 4 представлено размещение съемной пушечной установки в многофункциональном боковом грузовом отсеке с закрытыми створками,

На фиг. 5 представлено размещение съемной пушечной установки в многофункциональном боковом грузовом отсеке с открытыми створками,

На фиг. 6 представлено сечение многофункционального бокового грузового отсека с авиационной катапультной установкой,

На фиг. 7 представлено сечение многофункционального бокового грузового отсека с выводной пусковой установкой,

На фиг. 8 представлено сечение многофункционального бокового грузового отсека с балочным держателем,

На фиг. 9 представлено типовое крепление «ухо-вилка» выводной пусковой установки,

На фиг. 10 представлен типовой фланцевый узел со шпилькой для крепления авиационной катапультной установки внутрифюзеляжного размещения или переходной балки для крепления балочного держателя или вкладного топливного бака.

Многофункциональный боковой грузовой отсек представляет собой отсек, компоновочно размещенный внутри фюзеляжа и интегрированный в конструктивно-силовую схему самолета.

Многофункциональный боковой грузовой отсек содержит стенки (1) отсека, определяющие его внутреннее пространство в фюзеляже самолета, створки (2) и дефлектор (3). Внутри самого грузового отсека в зоне (4) размещены кинематические механизмы дефлектора (3) и створок (2) и приводы створок (2).

На фиг. 1 позицией (5) обозначена зона размещения полезной нагрузки. Под понятием полезная нагрузка в настоящей заявке понимается управляемые АСП класса «воздух-воздух», управляемые АСП класса «воздух-поверхность», неуправляемые АСП, съемная пушечная установка и вкладной топливный бак. Полезная нагрузка в грузовом отсеке размещается с обеспечением зазоров (6) между полезной нагрузкой и стенками (1) отсека. В верхней части грузового отсека расположена зона (7) размещения необходимых агрегатов для механической подвески, подключения и обеспечения требуемых режимов работы различной полезной нагрузки, а именно:

- шесть фланцевых узлов со шпильками для размещения авиационной катапультной установки внутрифюзеляжного размещения для обеспечения применения управляемых АСП класса «воздух-воздух» и «воздух-поверхность» (фиг. 6), а также для размещения балочного держателя для неуправляемых АСП через переходную балку и вкладного топливного бака (фиг. 8).

- четыре узла типа «ухо-вилка» для размещения выводной пусковой установки для АСП класса «воздух-воздух» и съемной пушечной установки (фиг. 7);

- электрическая стыковка и информационное взаимодействие бортового оборудования самолета и полезной нагрузки при помощи электрических разъемов;

- штуцеры охлаждения, обеспечивающие подвод воздуха к полезной нагрузке, требующей охлаждения;

- топливные штуцеры, обеспечивающие подключение вкладных топливных баков к топливной системе самолета.

Габариты многофункционального бокового грузового отсека подобраны таким образом, чтобы обеспечить безопасное размещение и, при необходимости, отделение полезной нагрузки от самолета носителя с обеспечением всех требуемых зазоров (6) между стенками грузового отсека и полезной нагрузкой как при его размещении в отсеке, так и при транспортировке, а также на траектории его выведения и отделения от самолета носителя. Зазоры (6) подобраны с учетом возможных деформаций конструкции от полетных нагрузок и внешних воздействующих факторов.

Створки (2) предназначены для подвески/снятия полезной нагрузки, ее технического обслуживания, а также для обеспечения доступа к агрегатам и системам, расположенным за стенками (1) грузового отсека. Створки (2) в полете находятся в закрытом положении для минимизации аэродинамического сопротивления и обеспечения малого уровня радиолокационной заметности самолета. Непосредственно перед отделением или загрузкой полезной нагрузки в грузовой отсек створки открываются при помощи механизма управления открытием-закрытием створок (привод створок) грузового отсека.

Дефлектор (3) грузового отсека предназначен для обеспечения малого уровня акустических нагрузок на конструкцию элементов грузового отсека самолета, а также полезной нагрузки, при открытых створках, в первую очередь на сверхзвуковых режимах полета самолета. В транспортировочном положении дефлектор занимает убранное положение (см. фиг. 1). Непосредственно перед отделением или загрузкой полезной нагрузки в грузовой отсек самолета, дефлектор (3) выпускается после открытия створок отсека.

Профилировка грузового отсека выполнена таким образом, что весь внутренний объем отсека закрывается гладкими стенками (зашивками), отделяющими внутренние коммуникации самолета от непосредственного объема грузового отсека для размещения полезной нагрузки. Воздушный поток, попадая на стенки, двигается по ним ламинарно, что снижает его аэродинамическое воздействие. В задней части грузового отсека задняя стенка (9) установлена не перпендикулярно потоку, а под острым углом, что создает возможность потоку воздуха плавно вытекать из грузового отсека, не создавая дополнительной нагрузки.

На фиг. 3 сравнительно показана работа дефлектора (3) во время полета: показано движение затекающего в грузовой отсек воздуха (7) и отраженного от стенок (1) грузового отсека воздуха (8) с установленным дефлектором (3) и без него. Без дефлектора при открытых створках воздух (7), затекающий в отсек, попадает на стенки и переотражается, создавая дополнительную нагрузку на детали каркаса и заднюю стенку. С установленным дефлектором (3) воздух (7) затекает в грузовой отсек и попадает на стенки (1) ближе к задней части отсека и под меньшим углом, нежели без дефлектора. С учетом необходимой профилировки отсека (скошенная задняя стенка) воздух, двигаясь по стенкам грузового отсека, плавно перетекает на заднюю стенку и вытекает из грузового отсека, не создавая значительных нагрузок на детали каркаса самолета.

Съемная пушечная установка (10) размещается таким образом, что при открытии створок (2) бокового грузового отсека обеспечивается стрельба без дополнительных перемещений пушечной установки (фиг. 4, 5).

На фиг. 6-8 приведены различные варианты размещения установок в грузовых отсеках на разных силовых узлах:

- авиационная катапультная установка (11) внутрифюзеляжного размещения для обеспечения применения авиационных средств поражения классов «воздух-воздух» и «воздух-поверхность» (фиг. 6) (показано характерное сечение фюзеляжа (12)), устанавливаемая на шесть фланцевых узлов со шпильками (13);

- выводная пусковая установка (14) внутрифюзеляжного размещения для обеспечения применения авиационных средств поражения класса «воздух-воздух» с активным стартом (фиг. 7) (показано характерное сечение фюзеляжа (12)), устанавливаемая на четыре узла типа «ухо-вилка» (15);

- балочный держатель (16) для неуправляемых авиационных средств поражения (фиг. 8), устанавливаемый на переходную балку (17), которая, в свою очередь, крепится к фюзеляжу на шесть фланцевых узлов со шпильками (13).

Типовой узел (15) крепления выводного пускового устройства представляет собой поворотный узел типа «ухо-вилка», образованный проушинами (18) силовой панели фюзеляжа и проушиной (19) собственно полезной нагрузки. В проушины (18) узла (15) запрессованы втулки (20), обеспечивающие вращение узла при выводе пускового устройства из бокового грузового отсека. Узел (15) фиксируется болтом (21).

Типовой узел крепления авиационной катапультной установки (22) представляет собой шпильку (23), закрепленную в силовой панели (24) фюзеляжа при помощи гайки с шайбой. На выступающую часть шпильки (23) при подвеске надевается авиационная катапультная установка (22) и фиксируется гайкой. Шпилька (23) имеет бортик (25), обеспечивающий зазор между силовой панелью (24) фюзеляжа и авиационной катапультной установкой (22), компенсирующий упругие деформации установки при катапультировании АСП.

Таким образом, заявленный многофункциональный боковой отсек самолета тактической авиации обеспечивает размещение и применение широкой номенклатуры управляемых и неуправляемых средств поражения класса «воздух-воздух», «воздух-поверхность», а также стрелково-пушечного вооружения, которое достигается за счет конфигурации грузового отсека, обеспечивающей:

- необходимое пространство для размещения средств поражения, а также необходимых зазоров между средством поражения и подвижными и неподвижными элементами конструкции грузового отсека, такими как створки, дефлекторы, элементы системы управления открытием и закрытием створок грузового отсека, установками авиационного вооружения, и т.д.;

- размещение в нем съемной пушечной установки, обеспечивая стрельбу при открытии створки грузового отсека без дополнительных перемещений установки.

Кроме того, обеспечивается повышение безопасности применения отдельных видов АСП в расширенном диапазоне высот и скоростей полета за счет:

- возможности применения необходимой номенклатуры сменных устройств для отделения средств поражения, обеспечивающего необходимые параметры выведения грузов из отсека самолета;

- дефлектора, выпускающегося при открытии створок грузового отсека, и обеспечивающего при открытых створках необходимое движение воздушного потока внутри грузового отсека, позволяющих добиться требуемых параметров отделения;

- профилировки грузового отсека с помощью стенок, снижающих воздействие воздушного потока на конструкцию грузового отсека после отделения средств поражения;

- нанесения теплозащитных покрытий, защищающих конструкцию грузового отсека от высокотемпературных воздействий при активном старте средств поражения класса «воздух-воздух».

Кроме того, обеспечивается увеличение дальности и продолжительности полета самолета за счет возможности размещения в грузовом отсеке дополнительных топливных емкостей, значительно увеличивающих запас топлива самолета.

Конструктивное исполнение многофункционального бокового грузового отсека обеспечивает возможность смены вариантов вооружения самолета при эксплуатации в строевых частях и на аэродромах базирования без доработок на заводе-изготовителе.

Возможность применения необходимой номенклатуры сменных устройств для отделения средств поражения обеспечивается за счет набора различных силовых узлов, размещаемых на фюзеляже в местах, обеспечивающих оптимальную подвеску на сменные устройства средств поражения с точки зрения:

- углов относительно осей самолета;

- углов обеспечения принудительного хода сопровождения при отделении;

- придания угловых скоростей средствам поражения;

- минимизации объема грузового отсека (увеличения плотности компоновки).

При размещении на самолете нескольких боковых грузовых отсеков в каждом отсеке обеспечивается возможность независимого размещения требуемой номенклатуры полезной нагрузки. Таким образом, во всех отсеках самолета возможно разместить необходимую комбинацию средств поражения для достижения максимальной эффективности при выполнении конкретной боевой задачи.

Изобретение относится к грузовым отсекам самолетов. Многофункциональный грузовой отсек самолета тактической авиации содержит внутренние стенки (1) отсека, определяющие его внутреннее пространство в фюзеляже самолета, створки (2) и дефлектор (3), зону (5) размещения полезной нагрузки, зону (4) размещения приводов створок. Дефлектор (3) расположен в передней по направлению полета самолета части грузового отсека. В грузовом отсеке расположена зона (7) размещения необходимых агрегатов для механической подвески, подключения и обеспечения требуемых режимов работы полезной нагрузки, которые содержат фланцевые узлы со шпильками, узлы типа «ухо-вилка», электрические разъемы, штуцеры подвода охлаждения и топливные штуцеры. В задней части грузового отсека задняя стенка (9) расположена под острым углом к направлению полета самолета. Зона (5) размещения полезной нагрузки расположена в грузовом отсеке с зазорами (6) от стенок (1) грузового отсека. Достигается возможность размещения различных средств поражения или топливных баков, повышение безопасности, увеличение дальности, продолжительности полета и боевой эффективности самолета. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Многофункциональный грузовой отсек самолета тактической авиации, содержащий внутренние стенки, определяющие внутреннее пространство грузового отсека, створки и зону размещения полезной нагрузки, отличающийся тем, что содержит поворачиваемый перпендикулярно направлению полета самолета дефлектор, расположенный в передней по направлению полета самолета части грузового отсека и зону размещения приводов створок и дефлектора, причем в грузовом отсеке расположена зона размещения необходимых агрегатов для механической подвески, подключения и обеспечения требуемых режимов работы полезной нагрузки, которые содержат фланцевые узлы со шпильками, узлы типа «ухо-вилка», электрические разъемы, штуцеры подвода охлаждения и топливные штуцеры, причем в задней части грузового отсека задняя стенка расположена под острым углом к направлению полета самолета, кроме того зона размещения полезной нагрузки расположена в грузовом отсеке с зазорами от стенок грузового отсека.

2. Грузовой отсек по п. 1, отличающийся тем, что створки выполнены поворачивающимися по оси, располагающейся по направлению полета самолета.

3. Грузовой отсек по п. 1, отличающийся тем, что внутренние стенки грузового отсека выполнены гладкими.

4. Грузовой отсек по п. 1, отличающийся тем, что внутренние стенки покрыты теплозащитным покрытием.

5. Грузовой отсек по п. 1, отличающийся тем, что по длине отсека размещаются дополнительные приводы створок.