Устройство разделяемого соединения корпусов отсеков летательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК B64G1/22 B64G1/64 

Изобретение относится к области общего машиностроения, в частности к конструкциям разделяемых соединений корпусов отсеков летательного аппарата.

Известны конструкции соединения корпусов отсеков летательного аппарата, например, патент RU №2781377 B64G, опубликованный 11.10.2022 г., включающий соединенные встык стыковочный отсек и отделяемый отсек с помощью двух или более цилиндрических сегментов с симметричными внутренними коническими поверхностями, сопрягающимися с наружной поверхностью шпангоутов отсеков, шпангоут стыковочного отсека содержит кольцевой уступ с отверстиями под резьбовые соединения фиксирующие стык, а их оси проходят перпендикулярно осям корпусов отсеков, при этом резьбовые соединения фиксирующие стык выполнены в виде пироболтов с электродетонатором, отделяемый отсек выполнен с кольцевым выступом, заходящим выше по диаметру на кольцевой уступ стыковочного отсека, который выполнен плоским в зоне установки пироболтов, болты установлены изнутри отсеков в отверстия кольцевых уступов, а каждый цилиндрический сегмент выполнен с тремя симметрично размещенными резьбовыми отверстиями, в центральное резьбовое отверстие установлен пироболт, а само устройство снабжено изогнутыми пластинами, одна часть пластин закреплена в резьбовых отверстиях сегментов, расположенных симметрично относительно установки пироболта, а вторая часть на отделяемом отсеке. Принято за прототип.

К недостаткам конструкции прототипа следует отнести то, что при срабатывании пироболта кольцевой выступ отделяемого отсека деформируется (в пределах упругих деформаций), в зазор между кольцевым выступом и кольцевым уступом попадают твердые частицы от срабатывания болта, после спада давления и возвращения кольцевого выступа в недеформированное состояние частицы остаются в этом зазоре и препятствуют движению кольцевого выступа относительно кольцевого уступа при разделении корпусов отсеков летательного аппарата. Если в конструкции летательного аппарата предусмотрено «горячее разделение», т.е. один корпус отсека отделяется от другого с помощью работы двигателя, то такое разделение возможно. Но если нет дополнительных осевых усилий на корпус отделяемого отсека, то в этом случае может произойти заклинивание устройства и возможно неразделение отсеков.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства путем исключение заклинивания устройства за счет попадания продуктов срабатывания пироболта в зазор между кольцевым выступом отделяемого отсека и кольцевым уступом стыковочного отсека.

Поставленная задача решается тем, что предложено устройство разделяемого соединения корпусов отсеков летательного аппарата, содержащее соединенные встык стыковочный отсек и отделяемый отсек с помощью двух или более цилиндрических сегментов с симметричными внутренними коническими поверхностями сопрягающимися с наружной поверхностью шпангоутов отсеков, на сегментах имеются три симметрично размещенные резьбовые отверстия, в центральное резьбовое отверстие изнутри перпендикулярно осям корпусов отсеков установлен пироболт с электродетонатором, кольцевой выступ на отделяемом отсеке, заходящий выше по диаметру на кольцевой уступ стыковочного отсека, плоский в зоне установки пироболтов и имеющий коническую часть отверстия, изогнутые пластины, одна часть которых закреплена симметрично относительно установки пироболта в резьбовых отверстиях сегментов, а вторая часть на отделяемом отсеке, при этом в кольцевом выступе отделяемого отсека, в зоне установки каждого пироболта, выполнена выборка, в каждом цилиндрическом сегменте выполнено центральное цилиндрическое отверстие и наружное цилиндрическое углубление, устройство дополнительно снабжено втулками и гайками, установленными по резьбе на каждом пироболте, при этом каждая втулка размещена в зоне выборки кольцевого выступа отделяемого отсека, своей, выступающей за наружный диаметр отсеков частью, размещена в центральном цилиндрическом отверстии цилиндрического сегмента и контактирует своей торцевой поверхностью с поверхностью стыковочного отсека, перекрывая коническое отверстие под пироболт, а гайка размещена в наружном цилиндрическом углублении цилиндрического сегмента, при этом торцевая поверхность втулки совпадает с поверхностью разделения болта.

Устройство поясняется фигурами чертежей.

На Фиг. 1 показан общий вид устройства.

На Фиг. 2 показана укрупненная схема установки пироболта.

На Фиг. 3 показано сечение А-А Фиг. 1.

На Фиг. 4 показано сечение Б-Б Фиг. 1.

Устройство разделяемого соединения корпусов отсеков летательного аппарата содержит соединенные встык стыковочный отсек 1 и отделяемый отсек 2, несколько цилиндрических сегментов 3, с симметричными внутренними коническими поверхностями сопрягающимися с наружной поверхностью шпангоутов отсеков, на сегментах имеются три симметрично размещенные отверстия, два из которых резьбовые, а одно (центральное) цилиндрическое, сегменты симметрично размещены по окружности стыка и закреплены с помощью пироболтов 4 в центральном отверстии сегментов. Оси пироболтов размещены параллельно стыковочной поверхности отсеков. Стыковочный отсек 1 содержит кольцевой уступ 5, а отделяемый отсек 2 выполнен с кольцевым выступом 6, заходящим выше по диаметру на кольцевой уступ стыковочного отсека. Изогнутые пластины 7, одна часть которых закреплена в резьбовых отверстиях сегментов 3, а вторая часть на отделяемом отсеке 2.

В конструкции устройства в кольцевом выступе 6 отделяемого отсека 2, в зоне установки каждого пироболта 4, выполнены выборки шириной больше конического отверстия под болт. В каждом цилиндрическом сегменте 3 выполнено цилиндрическое отверстие и наружное цилиндрическое углубление. Устройство содержит втулку 8 и гайки 9, установленные по резьбе на каждом пироболте. Каждая втулка 8 размещена в зоне выборки кольцевого выступа 6 отделяемого отсека 2, а своей частью входит в центральное цилиндрическое отверстие цилиндрического сегмента 3 и контактирует своей торцевой поверхностью с поверхностью стыковочного отсека 5, перекрывая коническое отверстие под пироболт 4. Гайка 9 размещена в наружном цилиндрическом углублении цилиндрического сегмента 3.

Работает система соединения корпусов отсеков следующим образом. Для разделения элементов летательного аппарата подается команда на электродетонатор. Электродетонатор срабатывает и каждый пироболт 4 разрушается в плоскости разделения на две части. При этом выборка в кольцевом выступе отделяемого отсека, в зоне установки каждого пироболта, исключает деформацию кольцевого выступа и тем самым осколки не попадают в зазор между выступом и уступом. Для надежного срабатывания болта необходим замкнутый объем. Этот объем обеспечивается установкой втулки 8 в зоне выборки кольцевого выступа 6 отделяемого отсека 2. Втулки 8 закреплены на резьбе каждого пироболта 4, тем самым имеют возможность осевого перемещения до контакта своей торцевой поверхностью с поверхностью кольцевого уступа 5 стыковочного отсека 1, перекрывая коническое отверстие под пироболт. При этом торцевая поверхность втулки 8, упирающаяся в поверхность стыковочного отсека, совмещена с плоскостью разделения пироболта 4. Тем самым создается замкнутый объем и происходит разделение болта с меньшим количеством осколков (более «чистое» срабатывание пироболта).

Для выполнения безосколочного и более надежного разделения разрывного болта (вероятность безотказной работы 0,9999) необходим равномерный зазор между пироболтом и внутренним диаметром отверстия втулки. Этот зазор обеспечивается резьбовым соединением втулки и пироболта и размещением ее части в центральном цилиндрическом отверстии цилиндрического сегмента.

При срабатывании пироболты развальцовываются в зоне конического отверстия, заполняя конусную разделку, а давление от срабатывания через втулку 8 (либо по резьбе, либо, при ее срезе, через буртик втулки) передается на сегменты 3 и происходит их сброс вместе с втулками и частью болтов с гайками 9. При этом осколки пироболта вылетают в сторону отделяемых сегментов 3 и не препятствуют разделения отсеков. Вторая часть пироболта, установленная в отверстие шпангоута с кольцевым уступом отходит с корпусом отсека 1, в котором они установлены, а сам кольцевой уступ шпангоута отсека 1 является направляющим движения вместе кольцевым выступом при разделении отсеков 1 и 2. Отходя от шпангоутов сегменты деформируют изогнутые пластины 7, которые остаются на отделяемом отсеке. Происходит разделение корпусов отсеков 1 и 2.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения при сохранении полезных свойств прототипа, позволяет создать разделяемое соединение корпусов отсеков, обеспечивающую надежности работы устройства путем исключение заклинивания устройства за счет попадания продуктов срабатывания пироболта в зону между кольцевым выступом отделяемого отсека и кольцевым уступом стыковочного отсека.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к летательным аппаратам. Устройство разделяемого соединения корпусов отсеков летательного аппарата содержит соединенные встык стыковочный отсек и отделяемый отсек. Они соединены с помощью двух или более цилиндрических сегментов с симметричными внутренними коническими поверхностями. На сегментах имеются симметрично размещенные резьбовые отверстия. В центральное резьбовое отверстие установлен пироболт с электродетонатором. Имеется кольцевой выступ на отделяемом отсеке, заходящий выше по диаметру на кольцевой уступ стыковочного отсека, плоский в зоне установки пироболтов. В кольцевом выступе отделяемого отсека, в зоне установки каждого пироболта, выполнена выборка, в каждом цилиндрическом сегменте выполнено центральное цилиндрическое отверстие и наружное цилиндрическое углубление. Устройство дополнительно снабжено втулками и гайками, установленными по резьбе на каждом пироболте. Каждая втулка размещена в центральном цилиндрическом отверстии цилиндрического сегмента и контактирует своей торцевой поверхностью с поверхностью стыковочного отсека. Гайка размещена в наружном цилиндрическом углублении цилиндрического сегмента. Достигается повышение надежности работы. 4 ил.

Устройство разделяемого соединения корпусов отсеков летательного аппарата, содержащее соединенные встык стыковочный отсек и отделяемый отсек с помощью двух или более цилиндрических сегментов с симметричными внутренними коническими поверхностями, сопрягающимися с наружной поверхностью шпангоутов отсеков, на сегментах имеются три симметрично размещенные резьбовые отверстия, в центральное резьбовое отверстие изнутри перпендикулярно осям корпусов отсеков установлен пироболт с электродетонатором, кольцевой выступ на отделяемом отсеке, заходящий выше по диаметру на кольцевой уступ стыковочного отсека, плоский в зоне установки пироболтов и имеющий коническую часть отверстия, изогнутые пластины, одна часть которых закреплена симметрично относительно установки пироболта в резьбовых отверстиях сегментов, а вторая часть на отделяемом отсеке, отличающееся тем, что в кольцевом выступе отделяемого отсека, в зоне установки каждого пироболта, выполнена выборка, в каждом цилиндрическом сегменте выполнено центральное цилиндрическое отверстие и наружное цилиндрическое углубление, устройство дополнительно снабжено втулками и гайками, установленными по резьбе на каждом пироболте, при этом каждая втулка размещена в зоне выборки кольцевого выступа отделяемого отсека, а своей частью, выступающей за наружный диаметр отсеков, размещена в центральном цилиндрическом отверстии цилиндрического сегмента и контактирует своей торцевой поверхностью с поверхностью стыковочного отсека, перекрывая коническое отверстие под пироболт, а гайка размещена в наружном цилиндрическом углублении цилиндрического сегмента, при этом торцевая поверхность втулки совпадает с поверхностью разделения болта.