Способ крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК B64D1/10 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки полезной нагрузки летательного аппарата, и может быть использовано для крепления подвесного оборудования, и других составных частей летательных аппаратов, которые необходимо быстро состыковать на летательный аппарат без дополнительного оборудования и автоматически отделить до окончания автономного полета.

Прототип не найден.

Предлагаемый способ решает задачу быстрой стыковки и автоматической расстыковки несущего соединения без специального инструмента.

Для достижения названного технического результата, в способе крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, заключающимся в снабжении летательного аппарата механическим замком, выполненным с возможностью крепления к несущей конструкции полезной нагрузки путем их состыковки по контактным поверхностям, захвату силового элемента полезной нагрузки с последующим его стопорением, и автоматическим отделением несущей конструкции от полезной нагрузки путем расфиксации устройства фиксации, состоящим из корпуса замка с полостью и крышкой корпуса замка, размещаемые в объеме летательного аппарата и закрепляемые на его поверхности, направляющими захвата, размещаемыми на поверхности летательного аппарата, устройстве захвата, устанавливаемым в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, направляющими захвата, устройством возврата и ползуном, устройства захвата выполняемого в виде цилиндра с полостью поджимаемого пружиной сжатия, устанавливаемой с упором на крышку корпуса замка, устройство захвата снабжают штырем, размещаемым на внешней торцевой поверхности, в боковых стенках выполняют два отверстия-отверстие закрепления направляющего штыря и отверстие стопорения фиксирующим звеном, в донышке - отверстие крепления штока устройства возврата, крышку корпуса замка снабжают наружной резьбовой поверхностью и выполняют с полостью и центральным резьбовым отверстием крепления устройства возврата, корпус фиксирующего звена располагают и закрепляют любым известным способом на боковой стенке корпуса замка концентрично отверстию стопорения устройства захвата фиксирующим звеном и снабжают прорезью в боковой стенке, выходящей на поверхность летательного аппарата и образующую полость, длину прорези выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполняют в виде штока со штырем и поджимают пружиной сжатия, устанавливаемой с упором на крышку фиксирующего звена через резьбу на корпус фиксирующего звена, в боковой поверхности штока выполняют отверстие в котором одним концом фиксируют рычаг расфиксации, а противоположным концом, через прорезь в образующуюся полость боковой стенки корпуса фиксирующего звена, выводят на поверхность летательного аппарата, в боковой стенке полости корпуса замка выполняют продольное направляющее отверстие концентричное отверстию закрепления направляющего штыря в устройстве захвата, длиной, обеспечивающей необходимое перемещение устройства захвата, в донышке полости - резьбовое отверстие выхода штыря устройства захвата, ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, выполняемым в виде центрального тела с контактным элементом в виде поперечного уступа, располагаемого перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна поперек расположения направляющих захвата и длиной равной ширине их обхвата, с верхней плоской контактной поверхностью совпадающей с поверхностью летательного аппарата в состыкованном положении с механическим замком и нижней плоской контактной поверхностью, располагаемой под тупым углом к нормали поверхности летательного аппарата в состыкованном положении с механическим замком и продольном направлении направляющих захвата, на верхней плоской контактной поверхности ползуна выполняют отверстие фиксации ползуна концентричное расположению штыря устройства захвата в состыкованном положении с механическим замком, в переднем верхнем углу контактного элемента ползуна выполняют скос высотой большей выступающей части штыря устройства захвата в крайнем нижнем положении устройства захвата и углом обеспечивающем возможность поджатая устройства захвата при установке ползуна, направляющие захвата выполняют в виде двух симметричных направляющих располагаемых по направлению полета под углом и смещением от поверхности летательного аппарата, длиной равной поперечному сечению контактного элемента ползуна, при этом расстояние между направляющими захватами равняется толщине центрального тела ползуна. Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

- устройство возврата выполняется в виде электромагнитного привода, обеспечивающего свободное перемещение штока при отсутствии подачи на него электрического напряжения;

- устройство возврата включает пиропатрон и обеспечивает свободное перемещение штока до срабатывания заряда.

Благодаря наличию отличительных признаков в совокупности с известными, обеспечивается быстрая стыковка и автоматическая расстыковка несущего соединения без специального инструмента.

Данный способ может найти применение на летательных аппаратах, имеющих требование быстрого монтажа и автоматического отделения полезной нагрузки.

Техническое решение поясняется конструкцией способа крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, представленной на чертежах, фиг. 1…5.

На фиг. 1 представлено продольное сечение устройства крепления в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг. 2, представлено продольное сечение устройства крепления в монтажном с ползуном состоянии;

На фиг. 3, представлено продольное сечение устройства крепления в расстыкованном с ползуном состоянии;

На фиг. 4, представлено сечение А-А фиг. 1, поясняющее конструкцию устройства крепления в состыкованном зафиксированном с ползуном состоянии;

На фиг. 5 представлен вид в изометрии поясняющий конструкцию ползуна. Способ крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата включает в себя механический замок 1 состоящий из корпуса замка 2 с полостью 3 снабженный крышкой 4 корпуса замка, размещенные в объеме летательного аппарата и закрепленные на поверхности летательного аппарата 5, направляющие захвата 6, размещенные на поверхности летательного аппарата, устройство захвата 7, установленного в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном 8, направляющими захвата, устройством возврата 9 и ползуном 10. Устройство захвата 7 выполняют в виде цилиндра с полостью 11 поджимаемого пружиной сжатия 12, установленной с упором на крышку корпуса замка, устройство захвата снабжают штырем 13, размещаемым на внешней торцевой поверхности 14, в боковых стенках 15 выполняют два отверстия - отверстие 16 закрепления направляющего штыря 17 и отверстие стопорения 18 фиксирующим звеном, в донышке 19 - резьбовое отверстие 20 крепления штока 21 устройства возврата. Крышку корпуса замка снабжают наружной резьбовой поверхностью 22 и выполняют с полостью 23 и центральным резьбовым отверстием 24 крепления устройства возврата. Устройство возврата может быть выполнено в виде электромагнитного привода, обеспечивающего свободное перемещение штока при отсутствии подачи на него электрического напряжения, а также в виде пиропатрона, обеспечивающего свободное перемещение штока до срабатывания заряда. Корпус фиксирующего звена 25 располагают концентрично отверстию стопорения, на боковой стенке 26 корпуса замка и закрепляют любым известным способом, в боковой стенке 27 корпуса фиксирующего звена выполняют прорезь 28, выходящую на поверхность летательного аппарата и образующую полость 29, длину прорези выбирают из условия максимального перемещения фиксирующего звена и возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполняют в виде штока 30 со штырем 31 поджимаемого пружиной сжатия 32, установленной с упором на крышку 33 фиксирующего звена, через резьбу 34 на корпус фиксирующего звена, в боковой поверхности штока выполняют отверстие 35 в котором фиксируют один конец рычага расфиксации 36, а противоположный конец, через прорезь в образующую полость боковой стенки корпуса фиксирующего звена, выводят на поверхность летательного аппарата. Корпус замка выполняют с продольным направляющим отверстием 37 в боковой стенке полости замка концентричным отверстию 16 закрепления направляющего штыря 17 в устройстве захвата, длиной, обеспечивающей необходимое перемещение устройства захвата, в донышке 38 полости замка - отверстие 39 выхода штыря устройства захвата. Ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, и выполняется в виде центрального тела 40 с контактным элементом 41 в виде поперечного уступа, расположенного перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна поперек расположения направляющих захвата, длиной, равной ширине их обхвата, с верхней плоской контактной поверхностью 42 совпадающей с поверхностью летательного аппарата в состыкованном с механическим замком положении и нижней плоской контактной поверхностью 43, расположенной под тупым углом к нормали поверхности летательного аппарата в состыкованном с механическим замком положении и продольном направлении направляющих захвата, на верхней плоской контактной поверхности ползуна выполняется отверстие 44 фиксации ползуна концентричное расположению штыря устройства захвата в состыкованном с механическим замком положении, в переднем верхнем углу контактного элемента ползуна выполняется скос 45 высотой большей выступающей части штыря устройства захвата в крайнем нижнем положении устройства захвата и углом обеспечивающим возможность поджатия устройства захвата при установке ползуна. Направляющие захвата выполняются в виде двух симметричных направляющих расположенных по направлению полета (НП) под углом и смещением от поверхности летательного аппарата, длиной равной поперечному сечению контактного элемента ползуна, при этом расстояние между направляющими захватами равняется толщине центрального тела ползуна. Длину и диаметр штыря захвата, расположение отверстий закрепления направляющего штыря и стопорения фиксирующим звеном на устройстве захвата, угол наклона нижней плоской контактной поверхности ползуна, длину перемещений штоков устройства возврата и фиксирующего звена соответственно выбирают из условия надежной фиксации и расфиксации ползуна крепления полезной нагрузки.

Способ крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата работает следующим образом:

Для стыковки полезной нагрузки с несущей конструкцией необходимо при закрытом положении механического замка произвести его открытие путем перемещения рычага расфиксации штока фиксирующего звена от устройства захвата, с обжатием вручную пружины сжатия до выхода штыря штока из зацепления с устройством захвата, при этом пружина сжатия устройства захвата переместит устройство захвата в крайнее нижнее положение скользя направляющим штырем по продольному направляющему отверстию корпуса замка до упора внешней торцевой поверхности на донышко корпуса замка фиксируя открытое положение механического замка, после отпускания рычага расфиксации пружина сжатия фиксирующего звена переместит шток до упора торцевой поверхности штыря штока на внешнюю цилиндрическую поверхность 46 устройства захвата (Фиг. 3). Полезная нагрузка подводится к несущей конструкции, и скользя верхней и нижней плоскими контактными поверхностями ползуна соответственно по направляющим захвата и поверхности летательного аппарата контактируя со скосом контактного элемента ползуна и штырем устройства захвата с обжатием пружины сжатия утапливая устройство захвата внутрь корпуса замка скользя направляющим штырем по продольному направляющему отверстию 37 корпуса замка до совпадения торцевой поверхности штыря с поверхностью летательного аппарата, при дальнейшем перемещении ползуна торцевая поверхность штыря переходит в контакт с верхней плоской контактной поверхностью ползуна скользя по ней до концентричного положения штыря устройства захвата с отверстием фиксации ползуна, после чего под действием пружины сжатия устройство захвата перемещается в крайнее нижнее положение до упора внешней торцевой поверхности на донышко корпуса замка заходя штырем захвата в отверстие фиксации ползуна фиксируя состыкованное положение ползуна полезной нагрузки и механического замка несущей конструкции (Фиг. 1, 2, 4, 5). Автоматическое отделение полезной нагрузки от несущей конструкции происходит после срабатывания устройства возврата, что приводит к перемещению устройства захвата внутрь корпуса замка скользя направляющим штырем по продольному направляющему отверстию 37 корпуса замка до упора внутренней торцевой поверхности 47 устройства захвата с торцевой поверхностью 48 крышки корпуса замка концентрируя отверстие стопорения устройства захвата и штыря штока фиксирующего звена, далее под действием пружины сжатия шток фиксирующего звена переместится вглубь отверстия стопорения устройства захвата фиксируя открытое положение механического замка. После чего ползун полезной нагрузки под действием силы тяжести скользит нижней плоской контактной поверхностью по направляющим захвата в направлении от несущей конструкции до полного отделения полезной нагрузки (Фиг. 1, 3, 4, 5).

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к узлам стыковки полезной нагрузки летательного аппарата, и может быть использовано для крепления подвесного оборудования и других составных частей летательных аппаратов. Способ крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата заключается в снабжении летательного аппарата механическим замком, выполненным с возможностью крепления к несущей конструкции полезной нагрузки путем их состыковки по контактным поверхностям, захватом силового элемента полезной нагрузки с последующим его стопорением и автоматическим отделением несущей конструкции от полезной нагрузки путем рассфиксации устройства фиксации направляющими захвата, устройства захвата, выполненного в виде цилиндра с полостью поджимаемого пружиной сжатия, ползуном и устройством возврата, выполненным в виде электромагнитного привода или пиропатрона. Таким образом обеспечивается быстрая стыковка и расстыковка несущего соединения без специального инструмента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ крепления и автоматического отделения полезной нагрузки беспилотного летательного аппарата, заключающийся в снабжении летательного аппарата механическим замком, выполненным с возможностью крепления к несущей конструкции полезной нагрузки путем их состыковки по контактным поверхностям, захвату силового элемента полезной нагрузки с последующим его стопорением и автоматическим отделением несущей конструкции от полезной нагрузки путем рассфиксации устройства фиксации, состоящим из корпуса замка с полостью и крышкой корпуса замка, размещаемые в объеме летательного аппарата и закрепляемые на его поверхности, направляющими захвата, размещаемыми на поверхности летательного аппарата, устройстве захвата, устанавливаемым в полости корпуса замка с обеспечением взаимодействия с фиксирующим звеном, направляющими захвата, ползуном и устройством возврата, причем устройство захвата выполняют в виде цилиндра с полостью поджимаемого пружиной сжатия, устанавливаемой с упором на крышку корпуса замка, устройство захвата снабжают штырем, размещаемым на внешней торцевой поверхности, в боковых стенках выполняют два отверстия - отверстие закрепления направляющего штыря и отверстие стопорения фиксирующим звеном, в донышке - резьбовое отверстие крепления штока устройства возврата, крышку корпуса замка снабжают наружной резьбовой поверхностью и выполняют с полостью и центральным резьбовым отверстием крепления устройства возврата, корпус фиксирующего звена располагают и закрепляют любым известным способом на боковой стенке корпуса замка концентрично отверстию стопорения устройства захвата фиксирующим звеном и снабжают прорезью в боковой стенке, выходящей на поверхность летательного аппарата и образующую полость, длину прорези выбирают из условия возможности фиксации и расфиксации фиксирующим звеном устройства захвата, фиксирующее звено выполняют в виде штока со штырем и поджимают пружиной сжатия, устанавливаемой с упором на крышку фиксирующего звена через резьбу на корпус фиксирующего звена, в боковой поверхности штока выполняют отверстие, в котором одним концом фиксируют рычаг рассфиксации, а противоположным концом, через прорезь в образующуюся полость боковой стенки корпуса фиксирующего звена, выводят на поверхность летательного аппарата, в боковой стенке полости корпуса замка выполняют продольное направляющее отверстие концентричное отверстию закрепления направляющего штыря в устройстве захвата, длиной, обеспечивающей необходимое перемещение устройства захвата, в донышке полости - отверстие выхода штыря устройства захвата, ползун является крепежным силовым элементом полезной нагрузки, выполняемым в виде центрального тела с контактным элементом в виде поперечного уступа, располагаемого перпендикулярно и симметрично на торце центрального тела ползуна поперек расположения направляющих захвата и длиной, равной ширине их обхвата, с верхней плоской контактной поверхностью, совпадающей с поверхностью летательного аппарата в состыкованном положении с механическим замком и нижней плоской контактной поверхностью, располагаемой под тупым углом к нормали поверхности летательного аппарата в состыкованном положении с механическим замком и продольном направлении направляющих захвата, на верхней плоской контактной поверхности ползуна выполняют отверстие фиксации ползуна, концентричное расположению штыря устройства захвата в состыкованном положении с механическим замком, в переднем верхнем углу контактного элемента ползуна выполняют скос высотой большей выступающей части штыря устройства захвата в крайнем нижнем положении устройства захвата и углом, обеспечивающим возможность поджатая устройства захвата при установке ползуна, направляющие захвата выполняют в виде двух симметричных направляющих, располагаемых по направлению полета под углом и смещением от поверхности летательного аппарата, длиной, равной поперечному сечению контактного элемента ползуна, при этом расстояние между направляющими захватами равняется толщине центрального тела ползуна.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство возврата выполняется в виде электромагнитного привода, обеспечивающего свободное перемещение штока при отсутствии подачи на него электрического напряжения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство возврата включает пиропатрон и обеспечивает свободное перемещение штока до срабатывания заряда.