[1]Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к раскладываемым аэродинамическим поверхностям, например рулям и стабилизаторам, и механизмам их раскрытия.
[2]Конструкция аэродинамических поверхностей (рулей, стабилизаторов и крыльев) современных ракет из-за требования по компактности, к примеру, при старте из пускового контейнера, должна быть складываемой и соответственно, раскрываемой.
[3]Известен механизм раскрытия руля из патента №524475 «Складной руль управляемой ракеты» (МПК F42B 10/14, опубл. 27.07.2014. Бюллетень №21).
[4]Механизм раскрытия руля включает толкатель, расположенный в корневой части руля с возможностью его перемещения по оси вала привода под действием газа высокого давления, и поворотный рычаг.
[5]Поворотный рычаг кинематически связывает толкатель и поворотную часть руля. Корневая часть руля снабжена двумя стопорами поворотной части руля в ее раскрытом положении, выполненными в виде подпружиненных штоков. Нижняя часть поворотного рычага, взаимодействующего с толкателем, выполнена с поперечным отверстием. В отверстии с двух сторон размещены шарики и подпружиненные цилиндрические фиксаторы. Фиксаторы размещены в плоскости симметрии корневой части руля перпендикулярно оси выходного вала привода по обе стороны от него. Верхняя часть толкателя выполнена суженной с конической вершиной, размещенной под подпружиненными шариками и предназначенной для взаимодействия с последними при движении толкателя.
[6]Известный механизм раскрытия руля обеспечивает фиксацию сложенного руля, которая автоматически снимается толкателем в начале его хода на раскрытие руля.
[7]Однако, известный механизм раскрытия руля встроен в его конструкцию, кроме того, для синхронного раскрытия нескольких рулей он должен быть гидравлическим (несжимаемость жидкости), что снижает его надежность из-за вероятности разгерметизации.
[8]Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Механизм раскрытия крыльев» (см. свидетельство на полезную модель №199 от 10.08.1993 г., МПК F42B 10/14, опубл. 16.01.1995 г. Бюллетень №1), содержащий поворотные и корневые части конструкции крыльев, пружину растяжения в качестве механического привода, соединительный элемент механизма в единую систему раскрытия, отличающийся тем, что для объединения механизма в единую систему раскрытия всех крыльев использовано гладкое центральное кольцо с шарнирно подсоединенными тягами, связывающими поворотные части крыльев с центральным кольцом. При этом используемые в качестве механического привода пружины растяжения шарнирно связаны с тягами и корпусом ракеты.
[9]Выбираем указанное техническое решение в качестве прототипа.
[10]В прототипе использование единой системы раскрытия крыльев с пружинами растяжения в качестве механического привода, размещенной в корпусе ракеты, позволяет получить значительный раскрывающий момент при малом весе за счет объединения сил нескольких пружин и собственной инерции поворотных частей рулей и использования действующих на них аэродинамических сил.
[11]Однако к недостаткам прототипа относятся:
[12]- во-первых, наличие пружин растяжения, которые не рекомендуются к использованию в ответственных конструкциях как менее надежных;
[13]- во-вторых, установленные тяги обладают такой кинематикой, при которой раскрывающий момент руля вследствие характера изменения плеч (наибольшее в середине) раскрывающих усилий тяг имеет наименьшую величину в начале и конце раскрытия, чем в ее середине.
[14]Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении надежности срабатывания механизма раскрытия за счет получения наибольших и безударных усилий в наиболее ответственных фазах раскрытия аэродинамических поверхностей: в начале и в конце.
[15]Поставленная задача реализуется в заявляемом изобретении следующим образом: в механизме раскрытия аэродинамических поверхностей, содержащем поворотные части конструкции аэродинамических поверхностей, пружины в качестве механического привода, соединительное центральное кольцо с шарнирно подсоединенными элементами, связывающими поворотные части аэродинамических поверхностей с центральным кольцом, в качестве механического привода установлены пружины сжатия, соединительное центральное кольцо выполнено вращающимся на роликах, а в качестве подсоединенных элементов установлены кулисы, поворачивающие ползун-валы, связанные с поворотными частями аэродинамических поверхностей посредством соосных муфт.
[16]В пружинах сжатия отсутствуют, в отличие от пружин растяжения, специально выполненные зацепы, в которых возникают при работе большие изгибные напряжения, снижающие надежность пружины.
[17]Вращение центрального соединительного кольца на роликах позволяет значительно сократить потери раскрывающего момента на трение.
[18]Кроме того, использовано свойство кулисы, состоящее в возможности получения больших передаточных отношений.
[19]Таким образом, сущность заявляемого изобретения состоит в применении вышеназванных конструктивных элементов, а именно пружин сжатия в механическом приводе, роликов, кулис, создающих большие передаточные отношения и, как следствие, наибольший и безударный раскрывающий момент на аэродинамической поверхности (выходном звене) в начале и конце раскрытия - наиболее ответственных ее фазах. При этом объединенные усилия дают суммарный эффект, который обеспечивает надежность срабатывания механизма.
[20]Заявляемое изобретение «Механизм раскрытия аэродинамических поверхностей» представлено на фиг. 1, включает раму 1, кольцо (синхронизатор) 2, кулисы 3, ползун-валы 4, ролики 5, пружинные блоки 6, рули (стабилизаторы) 7.
[21]Заявляемый механизм раскрытия аэродинамических поверхностей работает следующим образом: после выхода ракеты из пусковой трубы контейнера, в которую сложены рули 7 (аэродинамические поверхности), усилием пружинных блоков 6 кольцо 2 (синхронизатор), вращаясь на роликах 5 рамы 1 против часовой стрелки, поворачивает кулисы 3, которые в свою очередь по часовой стрелке - связанные с ними ползун-валы 4 и соединенные с ними посредством соосных муфт поворотные части рулей из положения «сложены» в положение «открыты».
[22]Таким образом, заявляемый «Механизм раскрытия аэродинамических поверхностей» обеспечивает гарантированное и надежное раскрытие и рулей, и стабилизаторов, и крыльев, обладает новизной и промышленной применимостью.
