Блок рулевых приводов управляемого снаряда Российский патент 2025 года по МПК F42B10/62 

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники, а именно к приводам управления и может быть использовано в управляемых снарядах.

Известен блок рулевых приводов управляемого снаряда, описанный в патенте РФ №2740978 и выбранный нами в качестве прототипа. Он состоит из корпуса, который одновременно является корпусом снаряда, и в котором размещены четыре моторных блока, каждый из которых выполнен в виде корпуса с размещенным в нем статором, внутри которого находится ротор, при этом, ротор каждого моторного блока соединяется с соответствующим рулем, размещенным на корпусе снаряда посредством механической передачи. Также в состав блока входит набор механических передач, датчик обратной связи и опорное устройство вала аэродинамической поверхности, жестко соединенного с валом выходного звена выходной механической передачи, при этом общий корпус выполнен из двух частей: наружной и внутренней, соединенных перегородками, при этом наружная часть является составной частью корпуса ракеты или снаряда, а внутренняя часть имеет форму параллелепипеда с центральным продольным отверстием. При этом, энергетические параметры ротора и статора, размещенный в моторных блоках достигаются за счет длины, при которой наружные диаметры четырех двигателей вписываются во внутренний диаметр наружного общего корпуса. Также в состав механических передач входят передачи, соединенные в следующей последовательности от электродвигателя: планетарная, коническая, цилиндрическая и волновая стелами качения, выполненная по схеме с выходным жестким колесом, при этом передаточные числа механических передач распределены так, что передаточное число волновой передачи реализуется с наружным диаметром жесткого колеса, которое вписывается в сектор наружной части корпуса с углом 90°, передаточное число планетарной передачи реализуется с наружным диаметром, не превышающим наружный диаметр электродвигателя, а остальные механические передачи дополняют общее передаточное число до требуемого значения.

Такое выполнение конструкции имеет следующий существенный недостаток, а именно, из-за параллельного расположения роторов и статоров их внешний диаметр значительно меньше диаметра калибра. Это приводит к низкому моменту на валу двигателя и высокой инерционности ротора, и, как следствие, к ухудшению инерционных характеристик и снижению частоты реверсивных движений. Большие передаточные числа редуктора требуют большое количество ступеней, из-за чего конструкция имеет большие люфты, большое трение и низкое КПД.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение момента на роторе с максимальным понижением передаточного числа редуктора и инерционной составляющей всех компонентов механической передачи, благодаря чему упрощается конструкция, за счет снижения количества деталей повышается КПД, увеличивается мощность.

Поставленная задача решается блоком рулевых приводов управляемого снаряда, состоящим из корпуса, который одновременно является корпусом снаряда, в котором размещены четыре моторных блока, каждый из которых выполнен в виде корпуса с размещенным в нем статором, внутри которого находится ротор, и ротор каждого моторного блока соединяется с соответствующим рулем, размещенным на корпусе снаряда посредством механической передачи, при этом новым является то, что в верхней части снаряда размещен блок редукторов, под которым последовательно друг за другом расположены четыре моторных блока - первый, второй, третий и четвертый соответственно, при этом, крышкой и дном корпуса каждого моторного блока являются верхний и нижний шарикоподшипники соответственно, роторы каждого моторного блока являются полыми, также из блока редукторов выходят четыре вала разной длины, таким образом, что самый короткий вал, доходит до дна первого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором первого моторного блока, а три оставшихся вала проходят через первый моторный блок насквозь, далее во второй моторный блок входят уже три вала, и самый короткий из оставшихся трех валов также доходит до дна второго моторного блока и входит в зацепление с полым ротором второго моторного блока, далее в третий моторный блок входят два вала, самый короткий из оставшихся двух валов доходит до дна третьего моторного блока и входит в зацепление с полым ротором третьего моторного блока, а самый длинный из валов входит в четвертый моторный блок, доходит до дна четвертого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором четвертого моторного блока, соединение полого ротора каждого моторного блока с соответствующим рулем посредством механической передачи (передаточное число которой не превышает значение 12) осуществляется через вал, который оканчивается в соответствующем моторном блоке. Кроме того, механическая передача является червячной.

Заявленное решение поясняется графическими материалами - фиг. 1-3, где на фиг. 1 изображена конструкция блока рулевых приводов управляемого снаряда, а на фиг. 2 - конструкция каждого моторного блока (вид сбоку) и на фиг. 3 - конструкция каждого моторного блока (вид сверху).

Блок рулевых приводов содержит блок редукторов 1, шпангоут 2 с рулями 3 и последовательно соединенных четырех моторных блоков 4, при этом, моторные блоки 4 занимают практически все сечение калибра. Из блока редукторов 1 выходят четыре вала редукторов 5. Каждый вал редуктора 5 соединен со своим рулем 3 через червячную передачу и расположен на одинаковом расстоянии от центра оси симметрии моторных блоков 4. Внутри каждого моторного блока 4 имеется двигатель, состоящий из статора 6 и полого ротора 7, через который моторный блок 4 взаимодействует с валом редуктора 5. При этом, валы редукторов 5 расположены таким образом, что вал редуктора, соответствующий первому моторному блоку, проходит через пустую полость только своего моторного блока 4, вал редуктора 5, соответствующий второму моторному блоку 4, проходит через пустую полость своего и первого моторных блоков 4, вал редуктора 5, соответствующий третьему моторному блоку 4, проходит через пустую полость своего, первого и второго моторных блоков 4 и, соответственно, вал редуктора 5, соответствующий четвертому моторному блоку 4, проходит через пустую полость своего, первого, второго и третьего моторных блоков 4. Каждый вал редуктора 5, взаимодействуя только со своим моторным блоком 4, передает момент вращения через червячную передачу, поворачивая руль на заданный угол, который отслеживается датчиком обратной связи 8.

Каждый моторный блок 4 состоит из корпуса 9, дном корпуса является внешняя обойма нижнего шарикоподшипника 10. Сверху моторный блок 4 закрывает верхний шарикоподшипник 11. В корпусе расположен статор внутри которого помещен полый ротор 7, находящийся между верхним 11 и нижним 10 шарикоподшипниками, при этом, верхний шарикоподшипник 11 поджимает полый ротор 7 к нижнему шарикоподшипнику 10, на который опирается полый ротор 7 Внутренняя обойма 12 нижнего шарикоподшипника 10, имеющая вид зубчатого колеса, входит в зацепление с зубчатым колесом 13 вала редуктора 5, приводя в движение последний. Внутри моторного блока 4 имеется полость 14, через которую проходят валы редукторов 5.

Устройство работает следующим образом. На статор 6 моторного блока 4 подается управляющий сигнал. Момент вращения, возникающий на полом роторе 7 зубчатой передачей передается на вал редуктора 5. Каждый вал редуктора 5 передает момент вращения через червячную передачу на руль 3, поворачивая его на заданный угол, при этом вал редуктора 5 взаимодействует только с тем моторным блоком 4, которому соответствует.

Благодаря данному техническому решению удалось создать блок рулевых приводов с большим моментом, малой инерционной составляющей при меньших габаритах, чем существующие образцы, что позволяет использовать их в артиллерийских снарядах малого калибра, например, в пулях.

Изобретение относится к области управления летательными аппаратами и применяется в рулевых приводах. Блок рулевых приводов управляемого снаряда состоит из корпуса, который одновременно является корпусом снаряда, в котором размещены четыре моторных блока, каждый из которых выполнен в виде корпуса с размещенным в нем статором, внутри которого находится ротор. Ротор каждого моторного блока соединяется с соответствующим рулем, размещенным на корпусе снаряда посредством механической передачи. В верхней части снаряда размещен блок редукторов, под которым последовательно друг за другом расположены четыре моторных блока – первый, второй, третий и четвертый соответственно. Крышкой и дном корпуса каждого моторного блока являются верхний и нижний шарикоподшипники соответственно. Роторы каждого моторного блока являются полыми. Из блока редукторов выходят четыре вала разной длины, таким образом, что самый короткий вал доходит до дна первого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором первого моторного блока, а три оставшихся вала проходят через первый моторный блок насквозь, далее во второй моторный блок входят уже три вала, и самый короткий из оставшихся трех валов также доходит до дна второго моторного блока и входит в зацепление с полым ротором второго моторного блока, далее в третий моторный блок входят два вала, самый короткий из оставшихся двух валов доходит до дна третьего моторного блока и входит в зацепление с полым ротором третьего моторного блока, а самый длинный из валов входит в четвертый моторный блок, доходит до дна четвертого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором четвертого моторного блока. Соединение полого ротора каждого моторного блока с соответствующим рулем посредством механической передачи осуществляется через вал, который оканчивается в соответствующем моторном блоке. Технический результат заключается в повышении момента на роторе с максимальным понижением передаточного числа редуктора и инерционной составляющей всех компонентов механической передачи, благодаря чему упрощается конструкция, за счет снижения количества деталей повышается КПД, увеличивается мощность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Блок рулевых приводов управляемого снаряда, состоящий из корпуса, который одновременно является корпусом снаряда, в котором размещены четыре моторных блока, каждый из которых выполнен в виде корпуса с размещенным в нем статором, внутри которого находится ротор, при этом ротор каждого моторного блока соединяется с соответствующим рулем, размещенным на корпусе снаряда посредством механической передачи, отличающийся тем, что в верхней части снаряда размещен блок редукторов, под которым последовательно друг за другом расположены четыре моторных блока – первый, второй, третий и четвертый соответственно, при этом крышкой и дном корпуса каждого моторного блока являются верхний и нижний шарикоподшипники соответственно, роторы каждого моторного блока являются полыми, также из блока редукторов выходят четыре вала разной длины, таким образом, что самый короткий вал доходит до дна первого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором первого моторного блока, а три оставшихся вала проходят через первый моторный блок насквозь, далее во второй моторный блок входят уже три вала, и самый короткий из оставшихся трех валов также доходит до дна второго моторного блока и входит в зацепление с полым ротором второго моторного блока, далее в третий моторный блок входят два вала, самый короткий из оставшихся двух валов доходит до дна третьего моторного блока и входит в зацепление с полым ротором третьего моторного блока, а самый длинный из валов входит в четвертый моторный блок, доходит до дна четвертого моторного блока и входит в зацепление с полым ротором четвертого моторного блока, соединение полого ротора каждого моторного блока с соответствующим рулем посредством механической передачи осуществляется через вал, который оканчивается в соответствующем моторном блоке.

2. Блок рулевых приводов управляемого снаряда по п. 1, отличающийся тем, что передаточное число механической передачи не превышает значение 12.

3. Блок рулевых приводов управляемого снаряда по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что механическая передача является червячной.