02.07.2019
219.017.a38c

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖУЩИМСЯ АППАРАТОМ И УПРАВЛЯЕМЫЙ АППАРАТ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02222772
Дата охранного документа
27.01.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретения относятся к управлению движущимися аппаратами и могут быть использованы преимущественно в управляемых торпедах, снарядах и ракетах, обеспечивая их управляемость и устойчивость на траектории в широком диапазоне скоростей движения, а также в подводных и летательных аппаратах гражданского назначения. Изобретение позволяет снизить потребную на управление движущегося аппарата мощность за счет уменьшения аэродинамической (гидродинамической) нагрузки на рулевой привод. Это достигается тем, что в способе управления движущимся аппаратом, основанном на создании подъемной управляющей силы за счет обтекания потоком внешней среды поворотного руля, выполненного в виде комбинации несущих поверхностей, поворотом впереди стоящей несущей поверхности изменяют направление потока внешней среды перед последующей несущей поверхностью руля. В первом варианте управляемого аппарата, содержащего корпус, рулевой привод и руль в виде комбинации несущих поверхностей, кинематически связанных с выходным валом рулевого привода, технический результат достигается за счет того, что несущие поверхности руля расположены последовательно в направлении продольной оси корпуса и установлены на осях, имеющих жестко связанные с ними рычаги, которые шарнирно соединены между собой тягами, а общей тягой - с выходным валом рулевого привода. Во втором варианте управляемого аппарата, содержащего корпус и поворотный руль в виде комбинации несущих поверхностей, технический результат достигается за счет того, что несущие поверхности руля расположены последовательно в направлении продольной оси корпуса и жестко связаны по концевым хордам перемычкой, а по бортовым хордам - цапфой оси, расположенной между передней точкой бортовой хорды первой несущей поверхности и задней точкой бортовой хорды последней. Целесообразность применения одного из двух вариантов управляемого аппарата, реализующих способ управления, определяют условия эксплуатации и конструктивно-габаритные ограничения, предъявляемые к конкретной разработке. 3 с.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретения относятся к области управления движущимися аппаратами и могут быть использованы преимущественно в управляемых торпедах, снарядах и ракетах, обеспечивая их управляемость и устойчивость на траектории в широком диапазоне скоростей движения, а также в подводных и летательных аппаратах гражданского и военного назначения.

В настоящее время в качестве рулевых устройств управляемых аппаратов применяются аэродинамические (гидродинамические) поворотные рули различной формы в плане (1), обеспечивающие управляемость и устойчивое движение аппаратов как при низких дозвуковых, так и при высоких сверхзвуковых скоростях движения. Способ управления движущимся аппаратом посредством поворотного руля основан на создании управляющей подъемной силы при обтекании руля потоком внешней среды.

Расширение области применения и повышение эффективности управляемых аппаратов предопределяет тенденцию к увеличению их грузоподъемности и совершенствованию системы управления, что обусловливает увеличение массы и габаритов аппаратов и, как следствие этого, необходимость увеличения потребных управляющих усилий, создаваемых рулями.

Задача увеличения управляющих усилий решается за счет увеличения площади рулей, что приводит к возрастанию действующего на них шарнирного аэродинамического (или гидродинамического) момента и, соответственно, к возрастанию нагрузки на рулевой привод, увеличение мощности которого обусловливает увеличение его габаритов и, следовательно, ухудшение габаритно-массовых характеристик аппарата.

Наиболее близкий к заявляемому по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту реализованный в подводном аппарате (2) способ управления, основанный на создании подъемной управляющей силы при обтекании потоком внешней среды поворотного руля, выполненного в виде комбинации несущих поверхностей.

Конструкция подводного аппарата (2) также наиболее близка к заявляемым устройствам по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту. Данный подводный аппарат содержит установленный на корпусе поворотный руль, выполненный в виде комбинации жестко связанных пересекающихся несущих поверхностей, образующих гидродинамическую решетку.

По сравнению с равновеликим по площади в плане поворотным рулем (1) гидродинамическая решетка обеспечивает большие управляющие усилия.

Однако повышение управляющих усилий в этом подводном аппарате также связано с увеличением площади (хорды и/или размаха) руля (т.е. его несущих поверхностей), что приводит к возрастанию гидродинамического шарнирного момента, нагружающего рулевой привод. Это, как и в случае поворотного руля (1), образованного одной несущей поверхностью, влечет за собой увеличение мощности, а следовательно, и габаритов рулевого привода.

Задача заявляемых изобретений - снижение потребной на управление движущимся аппаратом мощности за счет уменьшения аэродинамической (гидродинамической) нагрузки на рулевой привод.

Это достигается тем, что в заявляемом способе управления движущимся аппаратом, основанном на создании подъемной управляющей силы за счет обтекания потоком внешней среды поворотного руля, выполненного в виде комбинации несущих поверхностей, поворотом впереди стоящей несущей поверхности изменяют направление потока внешней среды перед последующей несущей поверхностью руля.

В первом варианте заявляемого управляемого аппарата, содержащего корпус, рулевой привод и руль в виде комбинации несущих поверхностей, кинематически связанных с выходным валом рулевого привода, решение поставленной задачи достигается тем, что несущие поверхности руля расположены последовательно в направлении продольной оси корпуса и установлены на осях, имеющих жестко связанные с ними рычаги, которые шарнирно соединены между собой тягами, а общей тягой - с выходным валом рулевого привода.

Во втором варианте заявляемого управляемого аппарата, содержащего корпус и поворотный руль в виде комбинации несущих поверхностей, решение поставленной задачи достигается тем, что несущие поверхности руля расположены последовательно в направлении продольной оси корпуса и жестко связаны по концевым хордам перемычкой, а по бортовым хордам - цапфой оси, расположенной между передней точкой бортовой хорды первой несущей поверхности и задней точкой бортовой хорды последней.

На фиг.1 и 2 представлена конструкция первого варианта управляемого аппарата, где на фиг.1 изображен вид на управляемый аппарат со стороны концевой хорды руля, а на фиг.2 - вид на руль в плане.

На фиг.3 и 4 представлена конструкция второго варианта управляемого аппарата с видами, аналогичными изображенным соответственно на фиг.1 и 2.

В первом варианте управляемого аппарата (фиг.1 и 2) на корпусе 1 установлен руль, состоящий из поворотных несущих поверхностей 2, расположенных по продольной оси управляемого аппарата и установленных в корпусе 1 на осях, имеющих жестко связанные с ними рычаги 3. Посредством осей 4 и тяг 5 рычаги шарнирно связаны между собой, а тягой 6 - с выходным валом рулевого привода.

Во втором варианте управляемого аппарата (фиг.3 и 4) на корпусе 1 установлен руль, состоящий из поворотных несущих поверхностей 2, расположенных вдоль продольной оси управляемого аппарата и жестко связанных по бортовым хордам цапфой оси 7, а по концевым хордам - перемычкой 8. При этом ось 7 расположена между передней точкой бортовой хорды первой несущей поверхности (точкой А на фиг. 4) и задней точкой бортовой хорды последней несущей поверхности (точкой Б на фиг.4).

Результирующая сила, возникающая при обтекании руля потоком газа или жидкости, приложена в условной точке, называемой центром давления потока газа (жидкости) на руль. В общем случае положение центра давления руля, обтекаемого газом (или сжимаемой жидкостью), зависит от скорости движения и угла атаки управляемого аппарата, от угла поворота и формы руля в плане.

Действие нагружающего рулевой привод управляемого аппарата аэродинамического (гидродинамического) момента обусловлено несовпадением постоянной координаты оси вращения и переменной координаты центра давления, измеряемых вдоль хорды руля. При этом разница этих координат представляет плечо приложения результирующей аэродинамической (гидродинамической) силы относительно оси руля.

Например, для обтекаемых потоком воздуха прямоугольных в плане рулей положение центра давления в зависимости только от скорости потока изменяется на 25% величины хорды руля (3). Поэтому при постоянной результирующей силе снижению шарнирного момента способствует уменьшение хорды руля, т.е. использование в качестве рулей несущих поверхностей большого удлинения. Однако в этом случае при компоновке управляемого аппарата возникают проблемы размещения (складывания) и обеспечения прочности таких рулей.

Составляющее сущность заявляемого способа управления движущимся аппаратом последовательное обтекание несущих поверхностей руля потоком внешней среды, когда поворотом впереди стоящей несущей поверхности изменяют направление потока внешней среды перед последующей несущей поверхностью руля, обеспечивает возможность рассредоточения координат центров давления несущих поверхностей поворотного руля относительно оси выходного вала рулевого привода. Это позволяет составить руль из нескольких несущих поверхностей, имеющих большие удлинения и меньшие хорды, даже при условии обеспечения заданной площади руля в плане и ограничении его размаха. При этом меньшие хорды несущих поверхностей обусловливают сужение диапазона изменения координат центров давления, что обеспечивает уменьшение нагружающего рулевой привод аэродинамического (гидродинамического) шарнирного момента. Кроме того, появляется возможность взаимной компенсации шарнирных моментов, создаваемых разными несущими поверхностями руля.

В первом варианте управляемого аппарата это реализовано за счет выполнения руля в виде нескольких поворотных несущих поверхностей 2, которые относительно своих осей вращения создают аэродинамические (гидродинамические) моменты разного знака (противоположного направления). Суммирование всех моментов осуществляется кинематическим соединением рычагов 3 (посредством осей 4 и тяг 5), жестко связанных с осями несущих поверхностей 2. Передача суммарного момента аэродинамической (гидродинамической) нагрузки (полностью или частично скомпенсированной) осуществляется тягой 6, шарнирно соединенной с выходным валом рулевого привода.

Во втором варианте управляемого аппарата несколько несущих поверхностей 2 руля с целью их последовательного обтекания расположены друг за другом по продольной оси управляемого аппарата и жестко связаны по бортовым хордам цапфой оси 7, а по концевым хордам - перемычкой 8, обеспечивающими жесткость конструкции. Расположение общей оси вращения 7 между передней точкой А бортовой хорды первой несущей поверхности и задней точкой Б бортовой хорды последней несущей поверхности обеспечивает возможность создания ими шарнирных моментов разного знака относительно оси 7, а следовательно, и возможность полной или частичной компенсации нагрузки на рулевой привод.

В общем случае в качестве руля как в первом, так и во втором варианте управляемого аппарата возможно применение комбинаций монопланных несущих поверхностей с бипланными. При этом каждая несущая поверхность комбинации может иметь произвольные размеры и форму в плане, а общее количество несущих поверхностей, составляющих руль, не ограничено.

Таким образом, заявляемые способ управления и реализующие его два варианта управляемого аппарата обеспечивают решение поставленной задачи, а целесообразность применения одного из двух вариантов определяет условия эксплуатации и конструктивно-габаритные ограничения, предъявляемые к конкретной разработке.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Н. Ф.Краснов, В.Н.Кошевой. Управление и стабилизация в аэродинамике. М.: Высшая школа, 1978, с.76 (рис.1.9.1 а).

2. Подводный аппарат. Патент США 5551363, МПК 6 F 42 B 19/06.

3. Н.Я.Фабрикант. Аэродинамика. М.: Наука, 1964, с.217.

1.Способуправлениядвижущимсяаппаратом,основанныйнасозданииуправляющейсилызасчетобтеканияпотокомвнешнейсредыповоротногоруля,выполненноговвидекомбинациинесущихповерхностей,отличающийсятем,чтоповоротомвпередистоящейнесущейповерхностиизменяютнаправлениепотокавнешнейсредыпередпоследующейнесущейповерхностьюруля.12.Управляемыйаппарат,содержащийкорпус,рулевойприводирульввидекомбинациинесущихповерхностей,кинематическисвязанныхсвыходнымваломрулевогопривода,отличающийсятем,чтонесущиеповерхностирулярасположеныпоследовательновнаправлениипродольнойосикорпусаиустановленынаосях,имеющихжесткосвязанныеснимирычаги,которыешарнирносоединенымеждусобойтягами,аобщейтягойсвыходнымваломрулевогопривода.23.Управляемыйаппарат,содержащийкорпусиповоротныйрульввидекомбинациинесущихповерхностей,отличающийсятем,чтонесущиеповерхностирулярасположеныпоследовательновнаправлениипродольнойосикорпусаижесткосвязаныпоконцевымхордамперемычкой,апобортовымхордамцапфойоси,расположенноймеждупереднейточкойбортовойхордыпервойнесущейповерхностиизаднейточкойбортовойхордыпоследней.3
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 438.
10.01.2013
№216.012.19c9

Ударно-спусковой механизм автоматического стрелкового оружия

Изобретение относится к области оружейной техники. Ударно-спусковой механизм содержит курок с боевым взводом и взводом автоспуска, боевую пружину, подпружиненное шептало, кинематически связанное со спусковым крючком, шептало одиночной стрельбы и подпружиненный автоспуск с шепталом автоспуска....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472093
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19cd

Действующая модель миниатюрного полуавтоматического пистолета

Изобретение относится к области действующих моделей миниатюрного оружия, преимущественно образцов оружия, действие автоматики которого основано на отдаче ствола с коротким ходом. Действующая модель миниатюрного полуавтоматического пистолета содержит корпус, в котором размещены ствол, затвор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472097
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.03.2013
№216.012.315f

Автоматическое стрелковое оружие

Изобретение относится к оружейной технике и может быть использовано при разработке автоматического стрелкового оружия многофункционального назначения. Автоматическое стрелковое оружие содержит ствольную коробку с закрепленным в ней стволом, затворную раму с затвором и возвратной пружиной,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478177
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.10.2013
№216.012.76d4

Прицельное приспособление гранатомета

Изобретение относится к оружейной технике, а именно к прицельному приспособлению гранатомета, используемому, в основном, в качестве дополнительных к основному оптическому прицелу. Прицельное устройство гранатомета содержит целик с прорезью или диоптром и мушку, установленную в основании мушки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496080
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.02.2019
№219.016.c4a3

Способ юстировки излучателя лазерной системы прицел-прибора наведения

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к управляемым ракетным комплексам. Техническим результатом изобретения является повышение выходной мощности лазерного луча прицел-прибора наведения, уменьшение его веса и габаритов, снижение трудоемкости при сборке и юстировке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02148234
Дата охранного документа: 27.04.2000
20.02.2019
№219.016.c4ba

Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и стенд для его осуществления

Изобретение относится к испытаниям деталей машин. Стенд содержит генератор импульсных сигналов, пульт управления и контроля, регистрирующий блок, источники электро- и пневмопитания, основание для закрепления проверяемого блока воздушно-динамического рулевого привода (автопилота) с раскрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02182702
Дата охранного документа: 20.05.2002
01.03.2019
№219.016.caee

Способ наведения оптического прицела на цель

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в войсках противовоздушной обороны. Технический результат - повышение точности наведения оптического прицела (ОП) на цель и уменьшение зависимости эффективности боевой машины от уровня профессиональной подготовленности наводчика....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217681
Дата охранного документа: 27.11.2003
08.03.2019
№219.016.d5c1

Орудийная установка

Изобретение относится к технике вооружения, в частности к башенным орудийным установкам. Оно позволяет повысить точность стрельбы за счет уменьшения влияния вибраций ствола на баллистику снаряда в момент его вылета из канала ствола. Орудийная установка содержит автоматическую пушку, размещенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165575
Дата охранного документа: 20.04.2001
11.03.2019
№219.016.d69b

Боевая машина

Изобретение относится к бронетанковой технике, а именно к конструкциям боевых машин пехоты и десанта. Сущность изобретения заключается в том, что боевая машина содержит гусеничный носитель и боевое отделение, установленное на переходном кольце, которое закреплено на подбашенном листе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288427
Дата охранного документа: 27.11.2006
11.03.2019
№219.016.d69d

Складывающееся крыло ракеты

Изобретение относится к области вооружения. Складывающееся крыло ракеты содержит лопасть, корневая часть которой совместно с шарнирно соединенными с ней вкладышами размещена в выемке жестко закрепленного на корпусе ракеты основания, устройство раскрытия в виде взаимодействующей с вкладышами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288434
Дата охранного документа: 27.11.2006
Показаны записи 1-10 из 45.
20.02.2019
№219.016.c4ba

Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и стенд для его осуществления

Изобретение относится к испытаниям деталей машин. Стенд содержит генератор импульсных сигналов, пульт управления и контроля, регистрирующий блок, источники электро- и пневмопитания, основание для закрепления проверяемого блока воздушно-динамического рулевого привода (автопилота) с раскрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02182702
Дата охранного документа: 20.05.2002
29.03.2019
№219.016.ef5a

Зарядное устройство к артиллерийскому выстрелу

Изобретение относится к артиллерийской технике, а именно к зарядным устройствам выстрелов раздельно-гильзового заряжания, и может быть использовано в имеющихся на вооружении всех стран мира артиллерийских орудиях с раздельно-гильзовым заряжанием. Зарядное устройство содержит гильзу, переменный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002246687
Дата охранного документа: 20.02.2005
29.03.2019
№219.016.f005

Способ управления рулевым пневмоприводом управляемой ракеты и рулевой пневмопривод для его осуществления

Изобретение относится к области автоматики, в частности к силовым системам управления, работающим на газообразном рабочем теле, и может быть использовано при разработке рулевых приводов летательных аппаратов. Способ осуществляют следующим образом. В соответствии с сигналом управления рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254501
Дата охранного документа: 20.06.2005
29.03.2019
№219.016.f024

Блок рулевого привода управляемого снаряда

Изобретение относится к области вооружения. Блок рулевого привода управляемого снаряда содержит шпангоут, рули, рулевую машину со штоком. Рулевая машина жестко закреплена со шпангоутом, на конце штока укреплено водило с отверстием, перпендикулярным оси поршня, с размещенным в нем вкладышем. Во...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002258895
Дата охранного документа: 20.08.2005
29.04.2019
№219.017.3f8f

Система наведения управляемого снаряда

Изобретение относится к вооружению, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерной головкой самонаведения. Техническим результатом настоящего предложения является повышение точности наведения. Система наведения управляемого снаряда содержит гироскоп инерциальный, рулевой привод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02205361
Дата охранного документа: 27.05.2003
29.04.2019
№219.017.3ff8

Двухканальный воздушно-динамический блок рулевого привода управляемого снаряда

Изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и может быть использовано в рулевых приводах и автопилотах малогабаритных управляемых снарядов и ракет. Блок рулевого привода (БРП) содержит рули, объединенные осями, снабженными рычагами, и пневматические поршневые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224214
Дата охранного документа: 20.02.2004
29.04.2019
№219.017.3ffb

Система наведения управляемого снаряда

Изобретение относится к области вооружения, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерной головкой самонаведения. Технический результат - повышение точности наведения. Согласно изобретению в систему наведения управляемого снаряда, содержащую рулевой привод, гироскоп инерциальный,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224972
Дата охранного документа: 27.02.2004
29.04.2019
№219.017.4014

Импульсный магнитоэлектрический генератор, способ и приспособление для его сборки

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для приведения в действие бортовых систем управляемого снаряда, выстреливаемого из артиллерийского орудия. Импульсный магнитоэлектрический генератор (ИМЭГ) содержит смонтированную на ярме магнитоэлектрическую систему с плоским...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02226029
Дата охранного документа: 20.03.2004
29.04.2019
№219.017.46f5

Воздушно-динамический рулевой привод

Изобретение относится к реактивным управляемым снарядам. Воздушно-динамический рулевой привод содержит корпус исполнительного двигателя с рабочими камерами, разделенными поворотной лопастью, связанной с осью рулей, и поворотный электромагнит с дисковым распределительным устройством, снабженным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02167386
Дата охранного документа: 20.05.2001
29.04.2019
№219.017.46f8

Управляемый снаряд

Изобретение относится к области реактивных боеприпасов. Управляемый снаряд содержит корпус, обтекатель, головку самонаведения и аппаратуру управления, которые электрически соединены между собой с помощью контактов, расположенных в гнездах аппаратуры управления и штырей головки самонаведения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02167387
Дата охранного документа: 20.05.2001

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД