Устройство для подъема и установки объектов в исходную позицию в отсеках летательных аппаратов
Патент 752989
Авторы
Классы МПК
Устройство для подъема и установки объектов в исходную позицию в отсеках летательных аппаратов
Реферат
(19)SU(11)752989(13)A1(51) МПК 5 B64D1/10(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА И УСТАНОВКИ ОБЪЕКТОВ В ИСХОДНУЮ ПОЗИЦИЮ В ОТСЕКАХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Изобретение относится к авиационно-ракетно-космической технике и предназначено для автоматического подъема в отсеках летательных аппаратов (ЛА) объектов соответствующего назначения, автоматической установки их в заданный (расчетный) момент времени в соответствующей исходной позиции для их последующего запуска (старта). Известны устройства, где крылатые ракеты и снаряды устанавливаются на подкрыльевых пилонах или на подфюзеляжных узлах подвески самолетов. Однако такие устройства имеют ряд существенных недостатков: - наружная подвеска крылатых ракет и снарядов существенно ухудшает аэродинамические характеристики крыла и самолета в целом (увеличивает лобовое сопротивление, уменьшается подъемная сила и аэродинамическое качество), а это снижает летно-тактические характеристики летательных аппаратов; - нецелесообразность реализации внешней подвески для объектов больших весов и габаритов (крылатых ракет, снарядов, топливных баков и др. ); - рассредоточенная на ЛА арматура устройств подвески и запуска объектов повышает вес конструкции, снижает надежность ЛА и затрудняет его эксплуатацию. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее шахту, внутри которой установлена на направляющих платформа с замками-фиксаторами ее положения, емкости со сжатым газом, сообщенные с подплатформенным пространством через соленоид-редукционные клапаны и воздуховоды с ресивером, программные автоматы давления, блок бортовой цифровой вычислительной машины и датчики. Недостаток указанного устройства заключается в том, что из-за больших давлений газа устройство имеет большой вес. Кроме того, устройство не позволяет производить установку и пуск широкого класса крылатых и баллистических ракет. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства, снижение веса конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик. Указанная цель достигается тем, что днище и платформа соединены между собой замкнутой гибкой герметичной стенкой, а направляющие закреплены на внутренней поверхности шахты и на них установлены на нескольких параллельно расположенных ярусах шахты замки-фиксаторы и демпферы-ограничители верхнего хода платформы. Кроме того, для равномерного распределения поля давления под платформой ресивер выполнен с калиброванными насадками и установлен на днище шахты. При этом, с целью реализации оптимальной программы движения платформы с объектом в шахте с учетом воздействия возмущающих факторов, датчики ускорения платформы, датчики давления газа над платформой и под ней, программные автоматы давления и соленоид-редукционные клапаны закоммутированы обратной связью с блоком бортовой цифровой вычислительной машины. Кроме того, с целью повышения надежности фиксации платформы в заданной позиции, в пазах направляющих на каждом ярусе установлены электроконтакты, закоммутированные с механизмом замков, а последние закоммутированы с демпферами-ограничителями верхнего хода платформы. На фиг. 1 схематично изображена многоразовая воздушно-космическая система (МВКС-У), вид сбоку; на фиг. 2 - отсек полезной нагрузки (узел I на фиг. 1), вид сбоку; на фиг. 3 - летательный аппарат-носитель баллистических ракет, вид сбоку; на фиг. 4 - отсек полезной нагрузки, вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 - отсек полезной нагрузки (узел II на фиг. 3), вид сбоку; на фиг. 6 - летательный аппарат-носитель крылатых ракет, вид сбоку; на фиг. 7 - отсек полезной нагрузки (узел III на фиг. 6), вид сбоку; на фиг. 8 - отсек полезной нагрузки, вид по стрелке Б на фиг. 6; на фиг. 9 - конструктивная схема шахты первой ступени МВКС-У с подвижной платформой и расположением ее позиций в шахте под различные варианты вторых ступеней, а также - основные конструктивные элементы, входящие в состав привода подвижной платформы; на фиг. 10 - разрез В-А на фиг. 9; на фиг. 11 - узел IV на фиг. 9; на фиг. 12 - разрез Г-Г на фиг. 9; на фиг. 13 - разрез Д-Д на фиг. 12; на фиг. 14 - разрез Е-Е на фиг. 12; на фиг. 15 - узел V на фиг. 13; на фиг. 16 - разрез Ж-Ж на фиг. 15; на фиг. 17 - блок-схема функциональных связей конструктивных элементов данного устройства. Устройство, изображенное на фиг. 1 - 17, включает отсек 1 полезной нагрузки (шахту), при этом в зависимости от целевого назначения ЛА таких отсеков может быть несколько (см. фиг. 4-8). В отсеках 1 полезной нагрузки устанавливаются подвижные платформы 2, на которых установлены сами объекты 3 (вторые ступени МВКС-У, баллистические или крылатые ракеты и др. ). В зависимости от компоновочной схемы объектов 3 они могут не закрываться сверху створками 4 (см. фиг. 1 и 2) или закрываться (см. фиг. 3-8), но открываться перед пуском ракет. Подвижные платформы выходят на исходные позиции для пуска с них ракет. Описание данного устройства приведено на примере МВКС+У (см. фиг. 9-17), где в шахте 1 установлена платформа 2, на которой производится установка и крепление различных вариантов космических объектов 3 (вторых ступеней с полезной нагрузкой), при этом позиция (например, 1а-1а, 1б-1б, 1в-1в), старт для всех вариантов объектов производится с единой стартовой позиции II-II (см. фиг. 9). Шахта 1 выполнена в центральной части первой ступени, где профиль корпуса-крыла имеет максимальную и постоянную толщину. Внешним диаметром шахты является силовое кольцо 5 (см. фиг. 9 и 10), которое включает соответственно внутреннюю силовую стенку 6 и внешнюю 7, которые соединены между собой элементами жесткости 8, например, ферменного типа. Снизу шахта закрыта герметичным днищем 9 высокой жесткости, которое крепится по контуру к силовому кольцу 5. В шахту 1 сверху заводится платформа 2, которая устанавливается в шахте в одно из положений (позиций), соответствующих вариант второй ступени (см. фиг. 9). Внутренняя поверхность платформы 2 связана с внутренней поверхностью днища 9 корпуса-крыла первой ступени посредством гибкой герметичной кольцевой стенки 10, которая закреплена на обеих указанных поверхностях, например, посредством клея (см. фиг. 9 и 10, фиг. 12-14), в результате чего образована замкнутая герметичная цилиндрическая камера 11, на днище которой установлены емкости 12 со сжатым воздухом (например, стандартные сферические баллоны с соленоид-редукционными клапанами 13, связанными с блоком БЦВМ 14 (см. фиг. 1 и 17), которые открывают (закрывают) выход сжатого воздуха из емкостей 12 и понижают давление воздуха до расчетного. Соленоид-pедукционные клапаны соединены воздухопроводами 15 с кольцевым ресивером 16, где происходит предварительное расширение сжатого воздуха и сглаживание пульсаций давления и откуда воздух выходит во внутреннюю полость камеры 11 через калиброванные насадки 17 ресивера, создавая в соответствии с заданной программой расчетное избыточное давление под днищем платформы 2. Для поддержания программного перепада давлений на платформе 2 внутри камеры 11 установлены программные автоматы 18 давления с клапанами 19 перепуска воздуха (избыточного давления воздуха) в атмосферу (см. фиг. 10). Соленоид-редукционные клапаны 13 связаны между собой коммуникациями 20. С этой же целью (повышение надежности в эксплуатации) программные автоматы 18 давления связаны между собой коммуникациями 21. Коммуникации 20 и 21 связаны магистральным коммуниководом 22 с блоком БЦВМ 14, осуществляющим управление устройством (см. фиг. 1, 10, 17). Для контроля траектории движения (подъема - спуска) платформы 2, чтобы параметры траектории движения платформы не выходили за пределы допустимых, на ее внутренней стороне, под платформой, установлены датчики 23 ускорения и датчики 24 давления сжатого газа, а датчики 25 давления атмосферы установлены над платформой. Датчики 23,24 и 25 закоммутированы с магистральным коммуниководом 22, а через него - с блоком БЦВМ 14 (см. фиг. 10, 13 и 17). В центре днища камеры 11 выполнен герметичный эксплуатационный люк 26, через который осуществляется доступ внутрь камеры 11 для проверки и осмотра оборудования и аппаратуры, входящих в состав устройства (см. фиг. 10). С внешней стороны платформа 2 имеет ровную поверхность, где устанавливаются, центрируются и закрепляются с помощью унифицированных замков 27 различные варианты вторых ступеней. Внутренняя поверхность платформы 2 для повышения ее прочности и жесткости имеет радиальные и кольцевые ребра жесткости 28 и 29 (см. фиг. 12-14). Для фиксации платформы 2 в шахте 1 в соответствии с программным вариантом второй ступени платформа имеет силовые элементы 30, расположенные по осям Х и Z первой ступени МВКС-У, на концах которых установлены и закреплены элементы механизмов замков фиксации положения платформы 31. Ролики кареток этих замков движутся по направляющим 32, выполненным на внутренней силовой стенке 6 шахты 1 (см. фиг. 9 и 12). Направляющие 32 имеют в центре плате, поверхность которого не выходит за пределы внутренней поверхности шахты и на котором в соответствии с программными позициями установлены замки механизма фиксации подвижной платформы 33, а по бокам плато выполнены пазы 34, по которым движутся ролики 35 кареток элементов механизма замков 31 (см. фиг. 9-16). В целях своевременного и надежного срабатывания механизма замков фиксации подвижной платформы каретки роликов, поджимаемые пружинами, двигаясь по направляющим пазам, замыкают электроконтакты 36, что является сигналом для постановки подвижной платформы в этой позиции на замки, при этом каждой позиции подвижной платформы соответствует своя пара электроконтактов 36, Замки механизма фиксации платформы 33 закоммутированы с демпферами-ограничителями верхнего хода платформы 37, подвижные части которых 38 снимают существенную часть инерционной нагрузки, смягчают ее за счет аммортизации и воспринимают ее совместно с замками 33 на себя, замыкая усилия в конструкции на силовое кольцо 5 и ограничивая дальнейший ход платформы вверх, при этом штоки 39 замков 33 входят в гнезда 40 элементов замков 31, установленных на подвижной платформе 2, фиксируя таким образом соответствующее положение платформы (см. фиг. 10-16). Спуск платформы из крайнего верхнего положения в нижнее исходное положение производится на земле при установке нового (следующего) варианта второй ступени, что осуществляется автоматически при включении на пульте блока БЦВМ 14, в кабине первой ступени МВКС-У, этого варианта. Работа устройства характеризуется совокупностью следующих операций. 1. Включение блока БЦВМ 14, в состав которого входят: подблок БЦВМ-а запоминания, хранения и выдачи исходных данных; подблок БЦВМ-б с заложенным в нем алгоритмом расчета программы управления приводом подвижной платформы; подблок БЦВМ-в перевода расчетных данных программы управления приводом подвижной платформы, поступающих из подблока БЦВМ-б в электроимпульсный код управления. 2. Включение на пульте управления варианта исходных данных объекта, установленного на платформе 2, при этом происходят: ввод в память блока БЦВМ-а значения веса подвижной платформы со второй ступенью (варианта загрузки); ввод в память блока БЦВМ-а по каналу системы управления составляющих перегрузки центра масс МВКС-У, которые входят в алгоритм расчета программы движения подвижной платформы; ввод в память блока БЦВМ-а значения параметра полета (например, скорости полета), при достижении которого срабатывает механизм привода данного устройства; включение датчиков ускорения движения подвижной платформы 23, датчиков давления газа под платформой 24 и датчиков давления атмосферы 25; включение сигнализации положения замков механизма фиксации подвижной платформы. При достижении заданного значения параметра полета выполняется следующая совокупность операций: включаются соленоид-редукционные клапаны 13, которые понижают давление сжатого газа и открывают ему память по воздухопроводам 15 из емкостей со сжатым газом (баллонов) 12 в ресивер 16, откуда через равномерно установленные калиброванные насадки 17 сжатый газ выходит в замкнутую герметичную камеру 11 (под платформу); включаются программные автоматы 18 давления, поддерживающие в замкнутой герметичной камере 11 заданное давление; по показаниям датчиков 24 давления газа под платформой, датчиков 25 давления атмосферы над платформой и датчиков 23 ускорения платформы, закоммутированных обратной связью с блоком БКВМ, производится корректировка параметров траектории движения платформы путем регулирования расхода сжатого газа через ресивер и его давления в замкнутой герметичной камере; в расчетный момент при подходе подвижной платформы к исходной (заданной) позиции, когда ролики 35 кареток механизма замков 31, установленных на платформе 2, набегают на электроконтакты 36, установленные в пазах направляющих 32, и замыкают их, подается команда на срабатывание замков механизма фиксации подвижной платформы 33 и связанных с ними демпферов-ограничителей верхнего хода платформы 37 в этом положении; когда подвижная платформа встанет на замки в заданном положении, электросигнал об этот подается на пульт управления. Выбранная конструктивная схема устройства обеспечивает ему следующие преимущества: равномерное нагружение подвижной платформы аэродинамическими и массово-инерционными силами позволяет разработать легкую по весу и жесткую конструкцию платформы; развитая поверхность подвижной платформы с образованием под ней замкнутой герметичной камеры позволяет использовать для привода платформы малые рабочие давления в камере (0,05-0,07 кг/см2) и небольшие расхода сжатого газа, что приводит к существенному снижению веса платформы и привода и улучшает условия эксплуатации устройства; простота конструкции привода и подвижной платформы и отсутствие сложных, громоздких и тяжелых механизмов (в отличие от гидравлических, электромеханических и других приводов) обеспечивает высокую надежность устройства в эксплуатации; несущая поверхность подвижной платформы с равномерным распределением поля давления по ее поверхности позволяет эффективно использовать ее высокие несущие свойства для установки на ней уникальных по весу и габаритам различных объектов авиационной, ракетной и космической техники; эффективное использование в устройстве принципов автоматического регулирования основных параметров рабочего тела в замкнутой камере (давления и расхода сжатого газа) позволяет оптимизировать параметры траектории движения подвижной платформы (ускорение, скорость, время подъема в исходную позицию), а это снижает до минимума нагрузки на замки фиксации подвижной платформы, снижает вес привода и повышает надежность и универсальность применения устройства. (56) Техническая информация ОНТИ ЦАГИ N 4, 5, 1978. Военный вестник, 1978, N 3, с. 120-122.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА И УСТАНОВКИ ОБЪЕКТОВ В ИСХОДНУЮ ПОЗИЦИЮ В ОТСЕКАХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, содержащее шахту, внутри которой установлена на направляющих платформа с замками-фиксаторами ее положения, емкости со сжатым газом, сообщенные с подплатформенным пространством через соленоид-редукционные клапаны и воздухопроводы с ресивером, программные автоматы давления, блок бортовой цифровой вычислительной машины и датчики, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, снижения веса конструкции и улучшения эксплуатационных характеристик, в нем днище шахты и платформа соединены между собой замкнутой гибкой герметичной стенкой, а направляющие закреплены на внутренней поверхности шахты и на них установлены на нескольких параллельно расположенных ярусах шахты замки-фиксаторы и демпферы-ограничители верхнего хода платформы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью равномерного распределения поля давления под платформой, ресивер выполнен с калиброванными насадками и установлен на днище шахты. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью реализации оптимальной программы движения платформы с объектом в шахте с учетом воздействия возмущающих факторов, датчики ускорения платформы, датчики давления газа над платформой и под ней, программные автоматы давления и соленоид-редукционные клапаны закоммутированы обратной связью с блоком бортовой цифровой вычислительной машины. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности фиксации платформы в заданной позиции, в пазах направляющих на каждом ярусе установлены электроконтакты, закоммутированные с механизмом замков, а последние закоммутированы с демпферами-ограничителями верхнего хода платформы.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17