Складной аэродинамический руль ракеты Российский патент 2023 года по МПК F42B10/14 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к ракетной технике и касается складываемых аэродинамических поверхностей, механизмов их раскрытия и стопорения.

Уровень техники.

Известен складной аэродинамический орган управляемого снаряда (см. патент RU 2 280 230 C1 «Складной аэродинамический орган управляемого снаряда», опубликован 20.07.2006). Складной аэродинамический орган управляемого снаряда содержит руль, цапфу, ось складывания, пружины и фиксаторы. В руле выполнен паз, в котором установлена цапфа с осью. В руле и цапфе по обе стороны от продольной оси руля размещены подпружиненные фиксаторы с конической частью на конце и ось складывания с пружиной. Пружина оси складывания одним концом соединена с рулем, а другим с цапфой.

Наиболее близким для сравнения примененных технических решений изобретений выбран, рассматриваемый в качестве прототипа складной аэродинамический руль ракеты (см. патент RU 2 535 789 С1, 02.08.2013, МПК F42B 10/14, опубликован 20.12.2014 «Складной аэродинамический руль»), в котором для создания раскрывающего момента применена, спиральная цилиндрическая пружина, передающая вращательное движение от корневой части руля к складывающейся части и расположенная на оси вращения последней, а в качестве механизма стопорения используются два подпружиненных стопора, размещенные в специальных элементах корневой части руля и удерживающихся в сложенном положении руля так же подпружиненным упором.

Недостатками данного технического решения, является составная корневая часть руля протяженная по бортовой хорде, что влечет за собой понижение жесткости руля, наличие на наиболее теплонагруженной передней кромке корневой части руля сквозного отверстия для стопора, а также относительно невысокий момент на раскрытие, обеспечиваемый спиральной цилиндрической пружиной, что влечет за собой ограничение применения.

Технической задачей, решаемой в изобретении, является создание компактной и надежной конструкции складной аэродинамической поверхности ракеты, воспринимающей в сочетании с теплозащитными системами весь спектр нагрузок с момента старта ракеты до достижения цели на около- и гиперзвуковой скорости.

Раскрытие сущности изобретения.

Складной аэродинамический руль ракеты состоит из корневой и поворотной частей, соединенных трубчатой осью вращения. В качестве механического привода раскрытия поворотной части складного аэродинамического руля ракеты применен цилиндрический торсион. Концы торсиона закреплены в корневой и поворотной частях складного аэродинамического руля ракеты. В корневой части складного аэродинамического руля ракеты расположен механизм фиксации поворотной части, а в поворотной – соответствующие отверстия для захода фиксаторов.

Технический результат, который устраняет недостатки прототипа, заключается в использовании подпружиненных фиксаторов, утопленных в пилоне корневой части складного аэродинамического руля ракеты с помощью стяжки и резьбовой гайки, что позволяет отказаться от дополнительного упора с пружиной и направляющих фасок в месте концентрации перерезывающих сил, а также в применении в качестве привода механизма раскрытия торсиона круглого сечения.

Технический результат раскрытия и стопорения складного аэродинамического руля ракеты достигается тем, что за счет получения кинетической энергии от закрученного цилиндрического торсиона поворотная часть приобретает вращательное движение, и после срезания стягивающего стержня с резьбовой гайкой при соударении с корневой частью руля фиксаторы высвобождаются и под действием пружин сжатия входят в отверстия пилона. Применение подпружиненных фиксаторов, удерживаемых стяжкой и высвобождаемых в момент совпадения плоскости хорд поворотной части с осью симметрии пилона, наличие конусной заходной части фиксатора и конусного отверстия в пилоне, позволяет обеспечить надежное стопорение аэродинамического руля.

Краткое описание чертежей.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на Фиг. 1 показан общий вид складного аэродинамического руля ракеты в раскрытом положении, на Фиг. 2 показан вид складного аэродинамического руля ракеты спереди в раскрытом положении, на Фиг. 3 показано сечение складного аэродинамического руля ракеты по плоскости хорд в раскрытом положении, на Фиг. 4 показан вид складного аэродинамического руля ракеты сзади в сложенном положении, на Фиг. 5 показано сечение корневой части складного аэродинамического руля ракеты с механизмом стопорения в сложенном положении.

Складной аэродинамический руль ракеты (Фиг. 1) включает в себя корневую часть 1 и поворотную часть 2. Корневая часть складного аэродинамического руля ракеты состоит из пилона 3 (Фиг. 1) и оси вращения 4 (Фиг. 2). В корневой и поворотной частях выполнены два соосных отверстия параллельных между собой. В отверстие 19 (Фиг. 3) устанавливается неподвижная ось 5 вращения поворотной части складного аэродинамического руля ракеты, закрепленная на пилоне 3 винтом 17. В неподвижной оси 5 шестигранной концевой частью закреплен цилиндрический торсион 6, другой конец торсиона предварительно закручивается в направлении складывания аэродинамического руля ракеты и крепится воротком 18 на поворотной части 2. Раскладывание поворотной части 2 вращением относительно неподвижной оси 5 из сложенного положения (Фиг. 4) в раскрытое положение (Фиг. 2) происходит за счет упругих сил торсиона 6, закрепленного одним концом в неподвижной оси 5, связанной с пилоном 3 корневой части 1, а другим – на поворотной части 2. Через отверстие 20 производится взведение механизма стопорения поворотной части складного аэродинамического руля ракеты.

Механизм стопорения поворотной части, размещенный в пилоне 3 корневой части 1 складного аэродинамического руля ракеты, включает фиксаторы 7 и 8, втулку-упор 9 фиксатора 7, втулку-упор 10 фиксатора 8, пружины сжатия 11 и 12, стяжку 13. Стяжка 13 состоит из цилиндрического стержня 14, срезаемой резьбовой цилиндрической гайки 15 и втулки 16, устанавливаемой на клею.

Осуществление изобретения.

Раскрытие складного аэродинамического руля ракеты происходит следующим образом: поворотная часть 2, раскрывающаяся из сложенного положения (Фиг. 4) в раскрытое положение (Фиг. 2), являющееся продолжением корневой части 1, под действием упругой силы торсиона 6 вокруг неподвижной оси 5. При соударении поворотной части 2 со срезаемой резьбовой цилиндрической гайкой 15 стяжки фиксаторов, происходит ее срез и высвобождение фиксаторов 7 и 8, пружины сжатия 11 и 12 разжимаются и раздвигают фиксаторы 7 и 8, которые входят в отверстия, выполненные в поворотной части 2, происходит фиксация поворотной части 2 в корневой части 1.

Описываемая конструкция складного аэродинамического руля ракеты прошла весь цикл наземных и летных испытаний и в настоящее время применяется в ракетах систем ПВО, поставляемых на экспорт.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к складываемому аэродинамическому рулю ракеты. Складной аэродинамический руль ракеты содержит поворотную и корневую части, цилиндрический торсион, механизм стопорения, содержащий пружины сжатия, фиксаторы. Корневая часть складного аэродинамического руля ракеты состоит из пилона и оси вращения. В поворотной части и пилоне корневой части выполнены по два соосных отверстия, параллельных между собой. В верхнее отверстие установлена неподвижная ось вращения поворотной части складного аэродинамического руля, закрепленная на пилоне винтом. В неподвижной оси шестигранной концевой частью закреплен цилиндрический торсион, другой конец торсиона предварительно закручен в направлении складывания аэродинамического руля ракеты и прикреплен воротком на поворотной части. Нижнее отверстие, выполненное на поворотной части, выполнено с возможностью взведения механизма стопорения поворотной части. Механизм стопорения поворотной части размещен в отверстии, выполненном в пилоне корневой части, и включает фиксаторы, втулки-упоры фиксаторов, пружины сжатия, стяжку, которая состоит из цилиндрического стержня, срезаемой резьбовой цилиндрической гайки и втулки, устанавливаемой на клею. Заходная часть фиксатора и отверстие в пилоне выполнены конусными. Технический результат заключается в обеспечении надежного стопорения складного аэродинамического руля ракеты. 5 ил.

Складной аэродинамический руль ракеты, содержащий поворотную и корневую части, цилиндрический торсион, механизм стопорения, содержащий пружины сжатия, фиксаторы, отличающийся тем, что корневая часть складного аэродинамического руля ракеты состоит из пилона и оси вращения, в поворотной части и пилоне корневой части выполнены по два соосных отверстия, параллельных между собой, при этом в верхнее отверстие установлена неподвижная ось вращения поворотной части складного аэродинамического руля, закрепленная на пилоне винтом, в неподвижной оси шестигранной концевой частью закреплен цилиндрический торсион, другой конец торсиона предварительно закручен в направлении складывания аэродинамического руля ракеты и прикреплен воротком на поворотной части, нижнее отверстие, выполненное на поворотной части, выполнено с возможностью взведения механизма стопорения поворотной части, механизм стопорения поворотной части размещен в отверстии, выполненном в пилоне корневой части, и включает фиксаторы, втулки-упоры фиксаторов, пружины сжатия, стяжку, которая состоит из цилиндрического стержня, срезаемой резьбовой цилиндрической гайки и втулки, устанавливаемой на клею, при этом заходная часть фиксатора и отверстие в пилоне выполнены конусными.