КОРПУС ГОЛОВНОГО АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ Российский патент 2024 года по МПК H01Q1/42 

Заявляемое техническое решение относится к области летательных аппаратов (ЛА) различного назначения, а именно к ЛА, имеющим головку самонаведения с антенной системой, размещенную в корпусе антенного обтекателя, выполненного из радиопрозрачного композиционного материала.

Известна система антенна - обтекатель по патенту РФ №2096869, содержащая однослойную стенку из диэлектрического материала в форме колпака, снабженного узлом крепления к летательному аппарату, эрозионно-стойкий металлический наконечник.

Данное устройство имеет следующие недостатки:

- отсутствует техническое решение по креплению металлического наконечника к неметаллическому колпаку, за исключением решения, приведенного на фиг. 1 к данному патенту, где изображен наконечник с резьбой, ввернутый в ответную резьбовую часть торца неметаллического колпака;

- представленное на фиг. 1 к данному патенту решение, а именно выполнение резьбы в неметаллическом колпаке является нетехнологичным и понижает надежность конструкции по условиям прочности;

- задний плоский торец наконечника, представленного на фиг. 1 к данному патенту, приводит к отрицательному влиянию обратного излучения электромагнитной волны, отраженной от него, на радиотехнические характеристики установленной под колпаком антенной системы при ее функционировании в режиме осевого излучения и при сканировании по углу (отклонение луча диаграммы направленности).

Данное устройство принято за ближайший аналог.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является:

- снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления и сборки корпуса головного антенного обтекателя;

- повышение надежности конструкции корпуса головного антенного обтекателя;

- обеспечение стабильных радиотехнических характеристик установленной под оболочкой антенной системы при ее функционировании.

Поставленная задача достигается тем, что корпус головного антенного обтекателя ЛА, содержащий оболочку из радиопрозрачного композиционного материала на основе стеклопластика, с выполненным по переднему торцу сквозным отверстием, соосным оси оболочки, в котором установлен носок из эрозионно стойкого металлического материала, а по заднему торцу оболочка жестко соединена со стыковым шпангоутом с элементами крепления к корпусу ЛА, кроме того носок содержит переднюю и опорную часть, при этом передняя часть носка выполнена с выходом на внешний обвод ЛА, а опорная часть выполнена с образованием ступеньки с передней частью и размещена в отверстии на переднем торце оболочки с упором ступенькой в ее торец, сквозное отверстие по переднему торцу оболочки выполнено гладким, на выступающей внутрь оболочки опорной части носка выполнена резьба для жесткого крепления носка к оболочке с помощью шайбы и гайки, при этом гайка по внешней боковой поверхности выполнена цилиндрической и имеет замыкающую заднюю стенку в форме конуса, в которой выполнены сквозные технологические отверстия, параллельные оси вращения гайки, кроме того шайба по внешней опорной поверхности выполнена конической, с максимальным приближением к профилю внутренней поверхности оболочки, а максимальный наружный диаметр шайбы больше наружного диаметра гайки, а также носок приклеен к оболочке по ее переднему торцу и по поверхности контакта с оболочкой, шайба приклеена к оболочке и к носку, а гайка - по резьбе носка.

На боковой поверхности гайки выполнены сквозные отверстия для сообщения полости, образованной носком и гайкой с полостью оболочки.

Поставленная задача применительно к способу сборки корпуса головного антенного обтекателя ЛА достигается тем, что на оболочку устанавливается носок, образуя с ней клеевое соединение, затем на опорную часть носка устанавливается шайба, образуя с оболочкой и носком клеевое соединение, а после отверждения клея устанавливается гайка с нанесением клея по ее резьбе, с использованием приспособления в виде штанги, длина которой соизмерима с оболочкой, при этом штанга своими штырями входит в сквозные технологические отверстия гайки, обеспечивая ее навинчивание по резьбе опорной части носка, а после упора гайки в шайбу выполняется затяжка резьбового соединения моментным ключом, далее производится жесткое соединение оболочки по ее заднему торцу со стыковым шпангоутом.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан корпус головного антенного обтекателя ЛА, содержащий оболочку 1, носок 2, стыковой шпангоут 3, соединенный с оболочкой 1 крепежом 4 и содержащий элементы крепления 5 к корпусу ЛА.

На фиг. 2 дан вид по выноске А, где представлены оболочка 1, носок 2, шайба 6, гайка 7, передняя часть 8 и опорная часть 9, как элементы носка 2, а на выступающей внутрь оболочки 1 опорной части 9 носка 2 показана резьба 10. Видны сквозные отверстия 11 на боковой поверхности гайки 7 для сообщения полости 12, образованной носком 2 и гайкой 7 с полостью 13 оболочки 1. Стрелками с буквой К показано клеевое соединение деталей 1, 2, 6, 7.

На фиг. 3 отдельно показана гайка 7, по внешней боковой поверхности выполненная цилиндрической 14, и имеющая замыкающую заднюю стенку в форме конуса 15, в которой выполнены сквозные технологические отверстия 16. Показана также резьба 17 в гайке 7, ответная резьбе 10 в носке 2.

На фиг. 4 представлена гайка 7 разрезом В-В по месту сквозных отверстий 11.

На фиг. 5 показано, что максимальный наружный диаметр шайбы 6 больше наружного диаметра гайки 7 (D_ш>D_г). Кроме того, здесь изображена гайка 7, установленная в приспособление в виде штанги 18, которая своими штырями 19 входит в сквозные технологические отверстия 16 гайки 7, обеспечивая ее завинчивание по резьбе 10 опорной части 9 носка 2.

Корпус головного антенного обтекателя, как устройство, представляет собой конструкцию в составе:

- оболочки 1 из радиопрозрачного композиционного материала на основе стеклопластика, с выполненным по переднему торцу сквозным отверстием, соосным оси оболочки. Сквозное отверстие в оболочке 1 позволяет значительно упростить технологию изготовления оболочки путем послойной выкладки слоев стеклопластика, а выполнение этого отверстия гладким, также упрощает технологию изготовления оболочки 1 и повышает надежность, исключая резьбовое соединение неметаллической оболочки 1 с металлическим носком 2;

- носка 2 из эрозионно стойкого металлического материала, имеющего переднюю и опорную часть. Передняя часть 8 носка 2 выполнена с выходом на внешний обвод ЛА, что позволяет обеспечить необходимые аэродинамические характеристики ЛА. Опорная часть 9 носка 2 выполнена с образованием ступеньки с передней частью 8 и размещена в отверстии на переднем торце оболочки 1 с упором ступенькой в ее торец, а на выступающей внутрь оболочки опорной части 9 носка 1 выполнена резьба 10 для крепления носка 2 к оболочке 1 с помощью шайбы 6 и гайки 7.

- стыкового шпангоута 3, установленного со стороны заднего торца оболочки 1 и жестко соединенного с ней крепежом 4, а также имеющего элементы крепления 5 к корпусу ЛА;

- шайбы 6, которая по внешней опорной поверхности выполнена конической, с максимальным приближением к профилю внутренней поверхности оболочки 1, а максимальный наружный диаметр шайбы 6 больше наружного диаметра гайки 7; поэтому гайка при завинчивании не распирает оболочку 1 и доводит шайбу 6 до упора в оболочку 1;

- гайки 7, которая по внешней боковой поверхности 14 выполнена цилиндрической и имеет замыкающую заднюю стенку 15 в форме конуса, в которой выполнены сквозные технологические отверстия 16, параллельные оси вращения гайки 7. Цилиндрическая форма внешней боковой поверхности 14 позволяет выполнить гайку 7 с минимальными габаритами. Замыкающая задняя стенка 15 в форме конуса позволяет снизить влияние обратного излучения электромагнитной волны, отраженной от носка 2, на радиотехнические характеристики установленной под оболочкой 1 антенной системы при ее функционировании в режиме осевого излучения и при сканировании по углу (отклонение луча диаграммы направленности). На боковой поверхности гайки 7 выполнены сквозные отверстия 11 для сообщения замкнутой полости 12, образованной носком 2 и гайкой 7 с полостью 13 оболочки 1. При аэродинамическом нагреве температура в замкнутой полости 12 повышается, а это приводит к увеличению давления в этой полости, поэтому отверстия 11 служат для выравнивания давлений в полостях 12 и 13.

Кроме того, в корпусе головного антенного обтекателя носок 2 приклеен к оболочке 1 по ее переднему торцу и по поверхности контакта с оболочкой 1, шайба 6 приклеена к оболочке 1 и к носку 2, а гайка 7 - по резьбе 10 носка 2.

Способ сборки корпуса головного антенного обтекателя заключается в том, что на оболочку 1 устанавливается носок 2, образуя с ней клеевое соединение по ее переднему торцу и по поверхности контакта с оболочкой 1, затем на опорную часть 9 носка 2 устанавливается шайба 6, образуя с оболочкой 1 и носком 2 клеевое соединение, а после отверждения клея устанавливается гайка 7 с нанесением клея по ее резьбе 17, с использованием приспособления в виде штанги 18, длина которой соизмерима с оболочкой 1, при этом штанга 18 своими штырями 19 входит в сквозные технологические отверстия 16 гайки 7, обеспечивая ее навинчивание по резьбе 10 опорной части 9 носка 2, а после упора гайки 7 в шайбу 6 выполняется затяжка резьбового соединения моментным ключом, далее производится жесткое соединение крепежом 4 оболочки 1 по ее заднему торцу со стыковым шпангоутом 3.

Предложенные устройство и способ его сборки применялись в корпусах головных антенных обтекателей из радиопрозрачного композиционного материала, успешно прошедших стендовые и летно-конструкторские испытания в составе ЛА в диапазоне температур ±50°С, а также могут быть рекомендованы для применения в изделиях серийного изготовления.

Использование предлагаемого технического решения позволит:

- снизить трудоемкость и повысить технологичность изготовления и сборки корпуса головного антенного обтекателя;

- повысить надежность конструкции корпуса головного антенного обтекателя;

- обеспечить стабильные радиотехнические характеристики установленной под оболочкой антенной системы при ее функционировании.

Использование: изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА) различного назначения, а именно к ЛА, имеющим головку самонаведения с антенной системой, размещенную в корпусе антенного обтекателя, выполненного из радиопрозрачного композиционного материала. Сущность: корпус головного антенного обтекателя ЛА содержит оболочку из радиопрозрачного композиционного материала на основе стеклопластика, с выполненным по переднему торцу сквозным отверстием, соосным оси оболочки, в котором установлен носок из эрозионно-стойкого металлического материала, а по заднему торцу оболочка жестко соединена со стыковым шпангоутом с элементами крепления к корпусу ЛА, кроме того, носок содержит переднюю и опорную часть, при этом передняя часть носка выполнена с выходом на внешний обвод ЛА, а опорная часть выполнена с образованием ступеньки с передней частью и размещена в отверстии на переднем торце оболочки с упором ступенькой в ее торец, сквозное отверстие по переднему торцу оболочки выполнено гладким, на выступающей внутрь оболочки опорной части носка выполнена резьба для жесткого крепления носка к оболочке с помощью шайбы и гайки, при этом гайка по внешней боковой поверхности выполнена цилиндрической и имеет замыкающую заднюю стенку в форме конуса, в которой выполнены сквозные технологические отверстия, параллельные оси вращения гайки, кроме того, шайба по внешней опорной поверхности выполнена конической, с максимальным приближением к профилю внутренней поверхности оболочки, а максимальный наружный диаметр шайбы больше наружного диаметра гайки, а также носок приклеен к оболочке по ее переднему торцу и по поверхности контакта с оболочкой, шайба приклеена к оболочке и к носку, а гайка - по резьбе носка. На боковой поверхности гайки выполнены сквозные отверстия для сообщения полости, образованной носком и гайкой с полостью оболочки. Способ сборки корпуса головного антенного обтекателя ЛА заключается в том, что на оболочку устанавливается носок, образуя с ней клеевое соединение, затем на опорную часть носка устанавливается шайба, образуя с оболочкой и носком клеевое соединение, а после отверждения клея устанавливается гайка с нанесением клея по ее резьбе, с использованием приспособления в виде штанги, длина которой соизмерима с оболочкой, при этом штанга своими штырями входит в сквозные технологические отверстия гайки, обеспечивая ее навинчивание по резьбе опорной части носка, а после упора гайки в шайбу выполняется затяжка резьбового соединения моментным ключом, далее производится жесткое соединение оболочки по ее заднему торцу со стыковым шпангоутом. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение технологичности изготовления и сборки корпуса головного антенного обтекателя; повышение надежности конструкции корпуса головного антенного обтекателя; обеспечение стабильных радиотехнических характеристик установленной под оболочкой антенной системы при ее функционировании. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Корпус головного антенного обтекателя летательного аппарата (ЛА), содержащий оболочку из радиопрозрачного композиционного материала на основе стеклопластика, с выполненным по переднему торцу сквозным отверстием, соосным оси оболочки, в котором установлен носок из эрозионно-стойкого металлического материала, а по заднему торцу оболочка жестко соединена со стыковым шпангоутом с элементами крепления к корпусу ЛА, кроме того, носок содержит переднюю и опорную часть, при этом передняя часть носка выполнена с выходом на внешний обвод ЛА, а опорная часть выполнена с образованием ступеньки с передней частью и размещена в отверстии на переднем торце оболочки с упором ступенькой в ее торец, отличающийся тем, что сквозное отверстие по переднему торцу оболочки выполнено гладким, на выступающей внутрь оболочки опорной части носка выполнена резьба для жесткого крепления носка к оболочке с помощью шайбы и гайки, при этом гайка по внешней боковой поверхности выполнена цилиндрической и имеет замыкающую заднюю стенку в форме конуса, в которой выполнены сквозные технологические отверстия, параллельные оси вращения гайки, кроме того, шайба по внешней опорной поверхности выполнена конической, с максимальным приближением к профилю внутренней поверхности оболочки, а максимальный наружный диаметр шайбы больше наружного диаметра гайки, а также носок приклеен к оболочке по ее переднему торцу и по поверхности контакта с оболочкой, шайба приклеена к оболочке и к носку, а гайка - по резьбе носка.

2. Корпус головного антенного обтекателя ЛА по п.1, отличающийся тем, что на боковой поверхности гайки выполнены сквозные отверстия для сообщения полости, образованной носком и гайкой с полостью оболочки.

3. Способ сборки корпуса головного антенного обтекателя ЛА, отличающийся тем, что на оболочку устанавливается носок, образуя с ней клеевое соединение, затем на опорную часть носка устанавливается шайба, образуя с оболочкой и носком клеевое соединение, а после отверждения клея устанавливается гайка с нанесением клея по ее резьбе, с использованием приспособления в виде штанги, длина которой соизмерима с оболочкой, при этом штанга своими штырями входит в сквозные технологические отверстия гайки, обеспечивая ее навинчивание по резьбе опорной части носка, а после упора гайки в шайбу выполняется затяжка резьбового соединения моментным ключом, далее производится жесткое соединение оболочки по ее заднему торцу со стыковым шпангоутом.