Телескопічне крило літального апарата

Реферат: Телескопічне крило літального апарата містить базову секцію, приєднану до фюзеляжу, та висувну секцію, що висувається з торця базової секції в напрямі розмаху крила. Розкладання забезпечене еластичним елементом, що знаходиться всередині базової секції, кріпиться до внутрішньої поверхні базової секції та простягається вздовж передньої кромки, внутрішнього торця та задньої кромки висувної секції, причому на торці базової секції передбачено механізм фіксації висувної секції, що утримує її в положенні максимально прибраному всередину базової секції, причому механізм фіксації є радіокерованим та може, повертаючись, звільняти висувну секцію, яка рухається до максимально висунутого положення, яке фіксується за допомогою упорів біля торця базової секції та того самого механізму фіксації, що обертається назад та виступом входить в отвір, присутній на висувній секції. UA 93409 U (54) ТЕЛЕСКОПІЧНЕ КРИЛО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА UA 93409 U UA 93409 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до авіаційної техніки, зокрема безпілотних літальних апаратів малого класу. Відомі за літературними джерелами та за патентними базами телескопічні крила розраховані на пілотовані літальні апарати і дозволяють після старту за рахунок збільшення розмаху крила збільшити його видовження, завдяки чому - підвищити максимальну аеродинамічну якість літального апарата. Однак дані конструкції мають значну масу та складні механізми розкладання (висування) крила. Відомим є гідравлічний механізм для розкладання телескопічної секції крила літака, яке змінює його розмах [1]. Гідравлічні циліндри жорстко закріплені всередині або ззовні однієї секції крила, можуть ковзати або котитись по елементах іншої секції, забезпечуючи розкладання і згортання телескопічного крила. Недоліками відомого механізму є значні маса та об'єм для вмісту робочої рідини, що складно забезпечити в умовах безпілотного літального апарата масою менше 10 кг. Крім того, дана конструкція потребує значного об'єму порожнини в базовій секції для розташування гідросистеми, що зменшує товщину обшивки та знижує міцність крила. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є крила телескопічні [2]. Крила телескопічні містять центроплан та набір нервюр з рівноподовженими обшивками аеродинамічної форми, розміри яких дозволяють з тертям входити одна в одну і згортатись в центроплан (базову секцію). Пілот, сидячи в кабіні літального апарата, може за допомогою механізму розкладання одночасно розкладати крила до необхідної довжини чи згортати в центроплан. Недоліками прототипу є значна маса внаслідок конструктивно-силової схеми з використанням нервюр, що неприйнятно для малого безпілотного літального апарата, а також складний механізм розкладання-згортання телескопічного крила, при тому, що можливість згортання крила в польоті не є обов'язковою для безпілотних літальних апаратів. Крім того, таке крило потребує значного внутрішнього об'єму для розміщення механізму розкладання, що погіршує його характеристики міцності та жорсткості. В основу корисної моделі поставлено задачу створення простого у виготовленні та легкого телескопічного крила для малих безпілотних літальних апаратів, яке забезпечує високі аеродинамічні характеристики (малий коефіцієнт лобового опору Сх в крейсерському режимі) та задовольняє вимогам міцності та надійності при розкладанні телескопічного крила та польоті в розкладеному положенні телескопічного крила. Поставлена задача вирішується тим, що розкладання телескопічного крила літального апарата, що складається з базової секції, приєднаної до фюзеляжу, та висувної секції, що висувається з торця базової секції в напрямі розмаху крила, забезпечується еластичним елементом (наприклад, гумовим джгутом), що знаходиться всередині базової секції, кріпиться до внутрішньої поверхні базової секції та простягається вздовж передньої кромки, внутрішнього торця та задньої кромки висувної секції. При цьому на торці базової секції передбачено механізм фіксації висувної секції в крайньому, прибраному всередину базової секції, положенні. Механізм фіксації є радіокерованим і може, обертаючись, звільняти висувну секцію, яка рухається до крайнього висунутого положення, що фіксується за допомогою упорів в торці базової секції та того самого механізму фіксації, що обертається назад та виступом входить в отвір на поверхні висувної секції. Таким чином забезпечується жорстка фіксація висувної секції; інакше її коливання в напрямі розмаху крила могли б призвести до втрати стійкості літальним апаратом. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється фігурами 1-8. На фігурі 1 показане телескопічне крило в крайньому прибраному положенні. В базовій секції 1 всередині порожнини 2 повністю знаходиться висувна секція 3. Еластичний елемент 4 максимально натягнутий, висувна секція 3 утримується механізмом фіксації 5. В упорах 6 передбачено пази для еластичного елемента 4. На фігурі 2 зображене телескопічне крило в проміжному положенні між крайнім прибраним та крайнім висунутим положеннями. Висувна секція 3 частково знаходиться всередині порожнини 2 базової секції 1. Показано точки кріплення 7 еластичного елемента 4 до внутрішньої сторони базової секції 1. На фігурі 3 показане телескопічне крило в крайньому висунутому положенні. Еластичний елемент 4 натягнутий мінімально. Внутрішня розширена частина висувної секції 3 контактує і упорами 6. Механізм фіксації 5 виступом входить в отвір на поверхні висувної секції 3 та утримує її у крайньому висунутому положенні. На фігурі 4 зображено висувну секцію 3 в крайньому висунутому положенні, де вона утримується механізмом фіксації 5 та упорами 6. 1 UA 93409 U 5 10 15 20 25 30 35 На фігурі 5 показано базову та висувну секції зі звуженням та/або стрілоподібністю. Розташування на висувній секції органів керування (елеронів 8 та/або інтерцепторів 9) за рахунок збільшення плеча сили підвищує маневреність літального апарата. На фігурі 6 зображена випробувана модель безпілотного літального апарата з телескопічним крилом в аеродинамічній трубі. На фігурі 7 наведено графіки залежності аеродинамічної якості від кута атаки даної моделі з прямокутним крилом хордою 110 мм і розмахом 1050 мм (крива 1) та з телескопічним крилом хордою висувної секції 95 мм і загальним розмахом 1450 мм (крива 2) при числі Маха М=0,09 та числі Рейнольдса Re=186000. Результати експериментального дослідження підтверджують, що телескопічне крило збільшує максимальну аеродинамічну якість літального апарата. На фігурі 8 показано літальний апарат з кількома висувними секціями для подальшого збільшення розмаху крила. При цьому кожна наступна висувна секція в прибраному положенні знаходиться всередині попередньої. Телескопічне крило літального апарата працює наступним чином. До старту телескопічне крило знаходиться в згорнутому положенні (висувна секція 3 всередині порожнини 2 базової секції 1). Висувна секція 3 фіксується механізмом фіксації 5 на торці базової секції 1 (фіг. 1). Після старту літального апарата механізм фіксації 5 за сигналом оператора або автоматично звільняє висувну секцію 3, яка під дією сили розтягнутого еластичного елемента 4 (наприклад, гумового джгута) починає рухатись до крайнього висунутого положення. Кінці еластичного елемента 4 кріпляться (наприклад, за допомогою клею) в точках 7 всередині базової секції поблизу торця (фіг. 2). Еластичний елемент 4 забезпечує силу натягу, що перевищує силу тертя висувної секції 3 всередині базової секції 1, протягом всього шляху руху висувної секції 3 між крайнім прибраним положенням та крайнім висунутим положенням. В крайньому висунутому положенні розширена частина висувної секції 3 контактує з упорами 6 в торці базової секції 1 (фіг. 3). Для запобігання згортанню всередину з крайнього висунутого положення висувна секція 3 обмежується в русі механізмом фіксації 5, виступ якого входить в отвір на поверхні базової секції 3. Після приземлення літального апарата механізм фіксації 5 обертається назад, висувна секція 3 вручну переміщується всередину базової 1 до крайнього прибраного положення, після чого фіксується в цьому положенні за допомогою механізму фіксації 5. Можливість згортання телескопічного крила в польоті не передбачена. Таким чином, використання еластичного елемента та механізму фіксації телескопічного крила в двох крайніх положеннях забезпечує зменшення габаритів літального апарата в згорнутому стані (до старту) та максимальне видовження крила, тобто максимальну аеродинамічну якість, протягом польоту. Телескопічне крило є простим та придатним до експлуатації в широкому діапазоні температур. Джерела інформації: 1. US Patent 3,672,608, МПК В64С 3/54 від 27.06.1972 2. UA Patent 45919, МПК В64С 3/38 від 25.11.2009 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Телескопічне крило літального апарата, що містить базову секцію, приєднану до фюзеляжу, та висувну секцію, що висувається з торця базової секції в напрямі розмаху крила, яке відрізняється тим, що розкладання забезпечене еластичним елементом, що знаходиться всередині базової секції, кріпиться до внутрішньої поверхні базової секції та простягається вздовж передньої кромки, внутрішнього торця та задньої кромки висувної секції, причому на торці базової секції передбачено механізм фіксації висувної секції, що утримує її в положенні, максимально прибраному всередину базової секції, причому механізм фіксації є радіокерованим та може, повертаючись, звільняти висувну секцію, яка рухається до максимально висунутого положення, яке фіксується за допомогою упорів біля торця базової секції та того самого механізму фіксації, що обертається назад та виступом входить в отвір, присутній на висувній секції. 2. Телескопічне крило за п. 1 з більш ніж однією висувною секцією, причому кожна наступна висувна секція в прибраному положенні знаходиться всередині попередньої. 2 UA 93409 U 3 UA 93409 U 4 UA 93409 U 5 UA 93409 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6