Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при изготовлении летательных аппаратов (ЛА), имеющих герметичные соединения отсеков корпуса, требующих в процессе эксплуатации разборку и последующую сборку отсеков без доступа внутрь герметичного объема корпуса ЛА необходимых для этого инструментов и приспособлений.

Среди существующих соединений отсеков корпусов ЛА в основном используются фланцевые конструкции, которые имеют ряд недостатков:

- большие габаритно-массовые характеристики;

- неудобство использования этого соединения в качестве эксплуатационного, если крепежные шпангоуты фланцев находятся внутри отсеков, так как для того, чтобы добраться до их крепежных элементов, необходимо предварительно освободить отсеки от полезного груза или иного функционального заполнения;

- дополнительное увеличение габаритов корпуса ЛА, ухудшение его аэродинамических характеристик, а также необходимость снятия и установки теплозащитного покрытия в районе стыка при сборке и разборке соединения, если крепежные шпангоуты фланцев находятся снаружи отсеков;

- продолжительное время обслуживания любых конструкций фланцевых соединений в связи с большим количеством крепежных элементов.

В качестве прототипа к заявляемому соединению отсеков корпуса ЛА может быть принято соединение в головной части, имеющей фланцевое соединение наконечника (головного отсека) с корпусом, при этом крепежные шпангоуты фланцев размещены внутри отсеков (см. Пенцак И.Н. Теория полета и конструкция баллистических ракет. М., Машиностроение. 1974, стр.174, рис.9.3).

Задачей изобретения является создание быстроразъемного эксплуатационного соединения отсеков корпуса ЛА, лишенного недостатков конструкции фланцевого соединения и позволяющего обеспечивать его максимальную несущую способность при условии нераскрытия стыка.

Поставленная в заявке задача решается тем, что известное быстроразъемное соединение отсеков корпуса ЛА образует резьбовую пару, соединяющую их встык торцевыми поверхностями. Согласно изобретению наружная резьба пары выполнена на цилиндрическом выступе одного из отсеков, а выступ подкреплен шпангоутом с резьбовым гнездом глубиной не менее полной высоты размещаемого в нем невыпадающего фиксатора резьбовой пары. Резьбы пары имеют продольные пазы глубиной больше высоты резьбы, длиной не менее чем длина резьбы, при этом пазы свободно пропускают соответствующие выступы оставшихся наружной и внутренней резьб, а выступы свинчены друг с другом с совмещением их продольных плоскостей симметрии.

На цилиндрическом выступе отсека выполнена кольцевая канавка, в которой размещено герметизирующее кольцо радиального уплотнения, а на другом отсеке - цилиндрическая уплотняемая поверхность с заходной фаской.

Количество продольных пазов (резьбовых выступов) - n определяется исходя из максимально допустимого угла свинчивания отсеков - α соотношением

Фиксатор резьбовой пары для стопорения и фиксации отсеков в состыкованном состоянии выполнен в виде цанговой втулки с внутренней и наружной резьбами, с оппозитно расположенными наружной и внутренней коническими поверхностями, с внутренним отверстием под ключ, при этом разрезы цанговой части фиксатора выполнены со стороны внутренней конической поверхности, а в отсеке корпуса, имеющем внутреннюю резьбу, выполнены соосно резьбовому гнезду под фиксатор коническое отверстие, совпадающее по углу образующей конуса с наружной конической поверхностью фиксатора и сквозное цилиндрическое отверстие минимального диаметра, равного диаметру головки стопорного винта с конической законцовкой, распирающей при ввинчивании по внутренней резьбе фиксатора его цанговую часть и имеющего направление резьбы противоположное направлению наружной резьбы фиксатора.

На фиг.1 изображен общий вид быстроразъемного соединения отсеков корпуса ЛА в состыкованном состоянии, на фиг.2 - соединение отсеков в разрезе А-А. На фиг.3 показан фиксатор резьбовой пары на выносном элементе Э и на фиг.4 - фиксатор на виде сверху Ю.

Соединение состоит из двух отсеков (фиг.1) переднего (головного) 1 и заднего 2, которые защищены теплозащитным покрытием 3 и образуют между собой резьбовую пару, соединяющую их встык 17 торцевыми поверхностями.

Наружная резьба резьбовой пары выполнена на цилиндрическом выступе 4 заднего отсека 2, выступ 4 подкреплен шпангоутом 5 с резьбовым гнездом 6 глубиной не менее полной высоты размещаемого в нем невыпадающего фиксатора 7 резьбовой пары. Резьбы в резьбовой паре имеют продольные пазы 10 глубиной больше высоты резьбы 11 (фиг.2), длиной не менее чем длина резьбы 12 (фиг.1). Пазы 10 свободно пропускают соответствующие выступы 13 (фиг.2) оставшихся наружной и внутренней резьб за счет того, что ширина выступа 14 меньше ширины паза 15.

В состыкованном состоянии отсеков 1 и 2 выступы свинчены друг с другом с совмещением их продольных плоскостей симметрии 16, что возможно при условии нарезания наружной и внутренней резьб отсеков 1 и 2 с одинаковой фиксированной ориентацией их контактирующих резьбовых витков относительно системы координат, расположенной в плоскости стыка 17 отсеков 1 и 2.

На цилиндрическом выступе 4 заднего отсека 2 выполнена кольцевая канавка, в которой размещено герметизирующее кольцо 8 (фиг.1) радиального уплотнения, на переднем отсеке - цилиндрическая уплотняемая поверхность 18 с заходной фаской 19.

Количество продольных пазов 10 (резьбовых выступов 13) - n (фиг.2) определяется исходя из максимально допустимого угла свинчивания отсеков - α соотношением

Угол свинчивания α ограничен связями между отсеками 1 и 2, например кабельными или трубопроводными.

Фиксатор резьбовой пары 7 для стопорения и фиксации отсеков в состыкованном состоянии выполнен в виде цанговой втулки с внутренней 20 и наружной 21 резьбами, с оппозитно расположенными наружной 22 и внутренней 23 коническими поверхностями, с внутренним отверстием 24 под ключ (фиг.3,4), при этом разрезы 25 цанговой части фиксатора выполнены со стороны внутренней конической поверхности 23, а в головном отсеке 1 корпуса, имеющем внутреннюю резьбу (резьбовой пары), выполнены соосно резьбовому гнезду 6 коническое отверстие 26, совпадающее по углу образующей конуса с наружной конической поверхностью 22 фиксатора 7 и сквозное цилиндрическое отверстие 27 минимального диаметра, равного диаметру головки стопорного винта 9 с конической законцовкой 28, распирающей при ввинчивании по внутренней резьбе 20 фиксатора 7 через внутреннюю коническую поверхность 23 его цанговую часть, тем самым стопоря фиксатор 7 в резьбовом гнезде 6. Направление резьбы стопороного винта 9 выполнено противоположным направлению наружной резьбы 21 фиксатора 7 для того, чтобы при ввинчивании стопорного винта 9 в фиксатор 7 не происходило уменьшение момента заклинивания фиксатора в коническое отверстие 26 отсека 1.

Расстыковка отсеков 1 и 2 происходит следующим образом. Сначала через цилиндрическое отверстие 27 головного отсека 1 из фиксатора 7 выкручивается стопорный винт 9, после чего ключом, используя внутреннее отверстие 24, фиксатор 7 вворачивается до упора в дно резьбового гнезда 6, освобождая от расклинивания своей конической поверхностью 22 коническое отверстие 26 головного отсека 1, тем самым снимая фиксацию резьбовой пары.

Затем, застопорив от проворота вокруг продольной оси задний отсек 2 и поворачивая относительно него головной отсек 1 на максимальный угол свинчивания отсеков α, осуществляют предварительную расстыковку отсеков (резьбовой пары) по стыку 17, при этом резьбовые выступы 13 размещаются в соответствующих пазах 10. Окончательная разборка отсеков 1 и 2 осуществляется их взаимным продольным смещением. Сборка отсеков корпуса 1 и 2 производится в обратном порядке.

Предлагаемая конструкция быстроразъемного соединения отсеков корпуса ЛА позволяет решить поставленную в заявке задачу, обеспечивая по сравнению с прототипом:

- снижение массы соединения, так как отсутствуют крепежные фланцевые шпангоуты и сами крепежные элементы;

- снижение времени обслуживания соединения в связи с отсутствием большого количества крепежных элементов;

- удобство использования соединения в качестве эксплуатационного, так как для его сборки разборки не требуется доступ внутрь отсеков корпуса.

1. Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата, содержащее два отсека, образующих резьбовую пару, соединяющую их в стык торцевыми поверхностями, отличающееся тем, что наружная резьба выполнена на цилиндрическом выступе одного из отсеков, а выступ подкреплен шпангоутом с резьбовым гнездом глубиной не менее полной высоты размещаемого в нем невыпадающего фиксатора резьбовой пары, в которой резьбы имеют продольные пазы глубиной больше высоты резьбы, длиной не менее, чем длина резьбы, при этом пазы свободно пропускают соответствующие выступы оставшихся наружной и внутренней резьб, а выступы свинчены друг с другом с совмещением их продольных плоскостей симметрии.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на цилиндрическом выступе отсека выполнена кольцевая канавка, в которой размещено герметизирующее кольцо радиального уплотнения, а на другом отсеке - цилиндрическая уплотняемая поверхность с заходной фаской.

3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что количество продольных пазов (резьбовых выступов) - n определяется исходя из максимально допустимого угла свинчивания отсеков - α соотношением

4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что фиксатор резьбовой пары для стопорения и фиксации отсеков в состыкованном состоянии выполнен в виде цанговой втулки с внутренней и наружной резьбами, с оппозитно расположенными наружной и внутренней коническими поверхностями, с внутренним отверстием под ключ, при этом разрезы цанговой части фиксатора выполнены со стороны внутренней конической поверхности, а в отсеке корпуса, имеющем внутреннюю резьбу, выполнены соосно резьбовому гнезду под фиксатор коническое отверстие, совпадающее по углу образующей конуса с наружной конической поверхностью фиксатора, и сквозное цилиндрическое отверстие минимального диаметра, равного диаметру головки стопорного винта с конической законцовкой, распирающей при ввинчивании по внутренней резьбе фиксатора его цанговую часть, и имеющего направление резьбы, противоположное направлению наружной резьбы фиксатора.