×
16.05.2023
223.018.61c1

Результат интеллектуальной деятельности: Руль аэродинамической поверхности летательного аппарата

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002746534
Дата охранного документа
15.04.2021
Аннотация: Изобретение относится к области органов управления полетом летательных аппаратов. Руль аэродинамической поверхности летательного аппарата состоит из переднего и заднего звеньев с несовпадающими осями вращения, с кинематической связью для синхронизации однонаправленного поворота звеньев. Оси вращения обоих звеньев расположены на аэродинамической поверхности. Заднее звено выполнено с осевой компенсацией. Между передним и задним звеньями руля выполнена профилированная щель. Ось вращения переднего звена расположена позади указанной щели. Изобретение направлено на повышение эффективности руля при небольшой мощности привода руля или при безбустерном управлении с возможностью использования кинематических связей между отклонениями звеньев руля, основанных на разнице в положении их осей вращения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности, к органам управления полетом летательных аппаратов.

Основными параметрами рулей, используемых для управления полетом летательных аппаратов, являются эффективность, определяемая приращением коэффициентов моментов при полном отклонении рулей от нейтрального положения, и шарнирный момент, то есть момент относительно оси вращения руля, возникающий из-за воздействия на руль воздушного потока (см. Микеладзе В.Г., Титов В.М. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и ракет. Справочник. М., Машиностроение, 1982, с. 136 и 126). Увеличение эффективности рулей приводит к улучшению управляемости летательного аппарата, а уменьшение шарнирного момента к уменьшению веса конструкции и мощности бустеров (приводов) рулей (бустер и бустерное управление - см. Энциклопедия Авиация. М., Большая Российская Энциклопедия, 1994, с. 124). В системах управления полетом летательных аппаратов широко применяются рычажные передачи (см. Рощин Е.И., Самойлов Е.А., Алексеева Н.А. и др. Детали машин и основы конструирования. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006, с. 202-212), отличающиеся простотой конструкции и более высоким КПД по сравнению с зубчатыми передачами. Управляющие поверхности летательного аппарата, в частности рули, соединяются с другими частями конструкции летательного аппарата при помощи узлов навески (см. Войт Е.С., Ендогур А.И. и др. Проектирование конструкций самолетов. Учебник для вузов. М., Машиностроение, 1987, с. 71).

Известен руль управления полетом летательных аппаратов, состоящий из одной подвижной поверхности, установленной в хвостовой части аэродинамической поверхности (см. Энциклопедия Авиация. М., Большая Российская Энциклопедия, 1994, с. 490), для уменьшения шарнирного момента которого может использоваться осевая компенсация, представляющая собой часть руля, расположенную впереди его оси вращения вдоль всего размаха руля (см. Энциклопедия Авиация. М., Большая Российская Энциклопедия, 1994, с. 76).

Недостатком такого руля является его небольшая эффективность.

Высокая эффективность особенно важна для рулей направления самолетов с двигателями, расположенными на консолях крыла, при несимметричном отказе двигателей. В этом случае для безопасного завершения полета высокая эффективность руля направления необходима для парирования большого момента рыскания.

Известен руль с двумя звеньями, имеющими общую ось вращения (патент РФ №2593178, МПК В64С, 2016 г.).

Недостатком данного руля является его небольшая эффективность.

Известен руль высокой эффективности при небольших шарнирных моментах с двумя звеньями, имеющими общую ось вращения (патент РФ №2637150, МПК В64С, 2017 г.).

Недостатком данного руля является ограничение на соосность звеньев руля и невозможность использования кинематических связей, в частности рычажных передач, основанных на разнице в положении осей вращения звеньев руля. Кроме того, из-за соосности звеньев руля невозможно использовать в кинематических связях простые одноступенчатые зубчатые передачи. Ограничение на соосность звеньев руля при использовании передач с зубчатыми колесами приводит к необходимости использования многоступенчатых цилиндрических зубчатых передач (см. Рощин Е.И., Самойлов Е.А., Алексеева Н.А. и др. Детали машин и основы конструирования. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006, с. 107-146), либо конструктивно сложных планетарных редукторов с большим числом зацеплений зубчатых колес (см. Рощин Е.И., Самойлов Е.А., Алексеева Н.А. и др. Детали машин и основы конструирования. Учебник для вузов. М., Дрофа, 2006, с. 156-166).

По техническим признакам прототипом предлагаемого руля является руль высокой эффективности, состоящий из переднего и заднего звеньев с несовпадающими осями вращения, с кинематической связью для синхронизации однонаправленного поворота звеньев (см. патент РФ №2492109, фиг. 7, МПК В64С, 2008 г.).

Недостатком данного руля является большой шарнирный момент.

Задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка аэродинамического руля высокой эффективности при небольшой мощности привода руля или при безбустерном управлении, с возможностью использования кинематических связей, основанных на разнице в положении осей вращения звеньев руля.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что аэродинамический руль, состоящий из переднего и заднего звеньев с несовпадающими осями вращения, с кинематической связью для синхронизации однонаправленного поворота звеньев, выполнен с осями вращения обоих звеньев, расположенными на аэродинамической поверхности, с задним звеном с осевой компенсацией, с профилированной щелью между передним и задним звеньями руля, с осью вращения переднего звена, расположенной позади указанной щели.

На фиг. 1 представлен профиль сечения предлагаемого руля в нейтральном (неотклоненном) положении.

В предлагаемом руле ось вращения заднего звена может быть расположена не только позади оси вращения переднего звена.

На фиг. 2 представлен профиль сечения предлагаемого руля в отклоненном положении в варианте, когда ось вращения переднего звена расположена перед осью вращения заднего звена.

На фиг. 3 представлен профиль сечения предлагаемого руля в отклоненном положении в варианте, когда ось вращения переднего звена расположена за осью вращения заднего звена.

На фиг. 4 и 5 схематически показаны возможные кинематические связи перемещений звеньев предлагаемого руля на основе рычажных передач.

На фиг. 6 схематически показана одноступенчатая зубчатая передача, связывающая перемещения звеньев руля.

Руль (фиг. 1, 2, 3), состоящий из переднего 1 и заднего 2 звеньев, установлен в хвостовой части аэродинамической поверхности 3. Переднее звено руля 1 имеет ось вращения 4, а заднее звено руля 2 имеет ось вращения 5. Через оси вращения звеньев руля проходит условная прямая линия 6 - линия нейтральных положений. Примеры схем кинематических связей в виде рычажных передач включают тягу 7, шарнирно соединяющую звенья руля (фиг. 4 и 5). Звенья руля 1 и 2 соединены с аэродинамической поверхностью, а также с тягой 7, посредством узлов навески (на фигурах не показано).

Руль функционирует следующим образом.

При отклонении заднего звена 2 относительно оси вращения 5 переднее звено 1 отклоняется относительно своей оси 4.

Между перемещением 8 переднего звена 1 из нейтрального положения 6 в положение 9 и перемещением 10 заднего звена 2 из нейтрального положения 6 в положение 11 могут вводиться кинематические связи, примеры которых в виде рычажных передач схематически показаны на фиг. 4 и 5. Тяга 7 напрямую связывает перемещение переднего звена 1, к которому она присоединена шарниром 12, с перемещением заднего звена 2, к которому она присоединена шарниром 13.

При использовании одноступенчатой зубчатой передачи (фиг. 6) перемещение 8 переднего звена в положение 9 связано с перемещением 10 заднего звена в положение 11 посредством закрепленного на переднем звене зубчатого колеса с внутренним зацеплением 14 и закрепленного на заднем звене зубчатого колеса с внешним зацеплением 15.

Таким образом, самый простой вариант кинематической связи состоит из одной тяги, соединяющей звенья руля, а при использовании зубчатых передач достаточно ограничиться одной ступенью простой зубчатой передачи.

Рассмотренные варианты кинематических связей согласно расчетам способствуют уменьшению шарнирного момента на оснащенном приводом звене руля в несколько раз, по сравнению с шарнирным моментом, подсчитанным отдельно для оснащенного приводом звена без учета кинематических связей с другим звеном руля, тогда как для прототипа кинематическая связь звеньев руля приводит к росту шарнирного момента на оснащенном приводом звене.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 255.
29.05.2018
№218.016.5366

Модель несущей поверхности летательного аппарата

Изобретение относятся к области экспериментальной аэродинамики, в частности исследований проблем аэроупругости летательных аппаратов. Модель содержит силовой сердечник, который выполнен в виде части профиля, включающей часть верхней и нижней поверхностей, например крыла или горизонтального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653773
Дата охранного документа: 14.05.2018
29.05.2018
№218.016.55f7

Система рулевых приводов транспортного самолета

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов и предназначено для построения системы управления полетом и реализации энергоснабжения рулевых агрегатов самолета в нормальных и аварийных условиях полета. Система рулевых приводов транспортного самолета состоит из основных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654654
Дата охранного документа: 21.05.2018
29.05.2018
№218.016.591b

Региональный самолет

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет содержит фюзеляж овального поперечного сечения, низкорасположенное крыло, Н-образное хвостовое оперение, двухдвигательную силовую установку. Сечение фюзеляжа выполнено овальным, причем его высота составляет 0,7-0,75 от ширины, а длина 3,7-4,8...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655240
Дата охранного документа: 24.05.2018
09.06.2018
№218.016.5a1a

Законцовка крыла (варианты)

Группа изобретений относится к области летательных аппаратов. Законцовка крыла в виде крылышка большого удлинения, являющегося продолжением основного крыла и выполненного с размахом не менее 10% полуразмаха крыла, а размер концевой хорды не менее 30% ее корневой хорды. Выполнена она в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655571
Дата охранного документа: 28.05.2018
09.06.2018
№218.016.5a22

Гидросамолёт

Изобретение относится к авиации и касается гидросамолетов с подрессоренными поплавками. Гидросамолет содержит фюзеляж, поплавки, соединенные с ним носовой и основной стойками, оснащенными упругодемпфирующими элементами и системой управления ими. Система управления содержит пульт управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655572
Дата охранного документа: 28.05.2018
09.06.2018
№218.016.5aaa

Узел стыка отсеков фюзеляжа с сетчатой и традиционной конструктивно-силовыми схемами

Изобретение относится к области авиационных конструкций с различными конструктивно-силовыми схемами (КСС), в частности к сетчатой силовой конструкции отсека фюзеляжа гражданского самолета. Узел стыка отсеков фюзеляжа с сетчатой и традиционной КСС содержит спиральные ребра и торцевое кольцевое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655585
Дата охранного документа: 28.05.2018
09.06.2018
№218.016.5b77

Устройство для измерения аэродинамических характеристик планирующего парашюта в аэродинамической трубе, модель планирующего парашюта для испытаний в аэродинамической трубе, способ измерения аэродинамических характеристик планирующего парашюта в аэродинамической трубе

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для измерения аэродинамических сил и моментов, действующих на купол планирующего парашюта (ПП) в потоке аэродинамической трубы (АДТ) при различных углах атаки и скольжения. Устройство используется следующим образом. После ввода в поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655713
Дата охранного документа: 29.05.2018
11.06.2018
№218.016.610b

Адаптивная аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области аэро- и гидродинамики. Адаптивная аэродинамическая поверхность содержит панель, включающую сегменты профиля и соединенный с ними механизм преобразования профиля, который состоит из звеньев, соединенных в цепь. Звенья n и n+2 дополнительно связаны механической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657062
Дата охранного документа: 08.06.2018
14.06.2018
№218.016.61af

Устройство для измерения составляющих векторов аэродинамической силы и момента

Изобретение относится к области аэромеханических измерений и может быть использовано для измерения компонентов векторов аэродинамической силы и момента, действующих на модели воздушных винтов самолетов, несущих винтов вертолетов и гребных винтов судов, испытываемых в аэродинамических трубах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657340
Дата охранного документа: 13.06.2018
25.06.2018
№218.016.659e

Оптическое устройство для объемного восприятия плоского изображения

Устройство относится к области когнитивного восприятия и может использоваться для наблюдения статических и подвижных изображений на средствах вывода плоского изображения от телевизоров и дисплеев до планшетов и смартфонов, а также фотографий и другой печатной продукции, в компьютерной графике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658579
Дата охранного документа: 21.06.2018
Показаны записи 1-4 из 4.
13.01.2017
№217.015.6ab7

Аэродинамический руль

Изобретение относится к средствам управления полетом летательных аппаратов. Аэродинамический руль состоит из переднего и заднего поворотных звеньев с максимальным углом поворота переднего звена, меньшим максимального угла поворота заднего звена относительно не отклоненного положения. Переднее и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593178
Дата охранного документа: 27.07.2016
29.12.2017
№217.015.f657

Аэродинамический руль

Изобретение относится к области авиационной техники. Аэродинамический руль состоит из переднего и заднего звеньев, имеющих общую ось вращения. Заднее звено выполнено с осевой компенсацией. Угол отклонения переднего звена пропорционален углу отклонения заднего звена с коэффициентом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637150
Дата охранного документа: 30.11.2017
13.11.2018
№218.016.9ca0

Орган управления полетом летательного аппарата

Изобретение относится к средствам управления полетом летательных аппаратов. Орган управления включает в себя дефлекторы - крылышки, установленные перед рулем с осевой компенсацией вдоль аэродинамической поверхности рядом с ее задней частью. Передняя кромка дефлекторов находится впереди щели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672153
Дата охранного документа: 12.11.2018
19.12.2018
№218.016.a8f2

Аэродинамическая поверхность с рулем

Изобретение относится к средствам управления полетом летательных аппаратов. Аэродинамическая поверхность снабжена рулем, имеющим осевую компенсацию. Профиль поперечного сечения аэродинамической поверхности на всем размахе или части ее размаха подрезан хотя бы с одной из сторон этого профиля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675304
Дата охранного документа: 18.12.2018
+ добавить свой РИД