рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности
Классы МПК: | B64C9/10 с регулированием одной поверхности путем перемещения другой поверхности, например сервокомпенсаторы |
Автор(ы): | Григорьев Владимир Григорьевич, Григорьев Дмитрий Владимирович |
Патентообладатель(и): | Григорьев Владимир Григорьевич, Григорьев Дмитрий Владимирович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-06-29 публикация патента:
20.09.1997 |
Использование: отклонение управляемых аэродинамических поверхностей (АУП) летательного аппарата (ЛА). Сущность: привод, кроме рычага управления (ПУ), установленного в корпусе ЛА, дополнительной управляемой аэродинамической поверхности (ДУАП), установленной на УАП в области ее задней кромки с возможностью вращения вокруг оси, параллельно оси вращения УАП, и механической проводки от РУ и ДУАП, содержит пружину и демпфер, установленные в корпусе ЛА и механически связанные с УАП, а на выходе из корпуса ЛА к ДУАП механическая проводка проложена вдоль оси вращения УАП. 1 табл.,3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности летательного аппарата, который содержит рычаг управления, установленный в корпусе летательного аппарата, дополнительную управляемую аэродинамическую поверхность, установленную на управляемой аэродинамической поверхности в области ее задней кромки с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси вращения управляемой аэродинамической поверхности, и механическую проводку от рычага управления к дополнительной управляемой аэродинамической поверхности, отличающийся тем, что в него введены пружина и демпфер, установленные в корпусе летательного аппарата и механически связанные с управляемой аэродинамической поверхностью, а на выходе из корпуса летательного аппарата к дополнительной управляемой аэродинамической поверхности механическая проводка проложена вдоль оси вращения управляемой аэродинамической поверхности.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области рулевых приводов управляемых аэродинамических поверхностей (аэродинамические рули, поворотный стабилизатор, поворотное крыло и т.д.) летательного аппарата (ЛА) и может быть использовано при создании новых и модернизации существующих ЛА. Известен рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности (УАП) (Бадягин А. А. и др. Проектирование самолетов, М. Машиностроение, 1972 г. стр. 460, 461, рис. 19, 32), который содержит рычаг управления (РУ), связанный с УАП механической проводкой. Недостаток этого привода состоит в том, что он не обеспечивает отклонение УАП на необходимые углы при больших сверхзвуковых скоростях полета ЛА из-за больших усилий на РУ, возникающих вследствие большого шарнирного момента УАП на этих скоростях. Известен также рулевой привод УАП (заявка Франции N 2600035, кл. B 64 C 9/10, 1987), который содержит РУ, дополнительную управляемую аэродинамическую поверхность (ДУАП), установленную на УАП в районе ее задней кромки с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси вращения УАП, и механическую проводку от РУ к ДУАП, причем выходной рычаг этой проводки шарнирно соединен с ДУАП и установлен в корпусе ЛА на некотором расстоянии от оси вращения УАП с возможностью вращения относительно корпуса ЛА. Недостатком этого привода является неустойчивость в его работе на малых дозвуковых скоростях полета ЛА. Прототипом заявленного изобретения следует считать рулевой привод УАП (заявка Франции N 2600035, кл. B 64 C 9/10, 1987), который содержит РУ, ДУАП, установленную на УАП в районе ее задней кромки с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси вращения УАП, и механическую проводку от РУ к ДУАП. Кроме того, в прототипе выходной рычаг механической проводки от РУ к ДУАП шарнирно соединен с ДУАП и установлен в корпусе ЛА на некотором расстоянии от оси вращения УАП с возможностью вращения относительно корпуса ЛА. Недостатком прототипа является неустойчивость в его работе на малых дозвуковых скоростях полета ЛА, что проявляется в незатухающих колебаниях УАП с довольно большой амплитудой. Одной из причин этого является то, что в прототипе нет внешних отрицательных обратных связей по отклонению УАП, и для отклонения УАП на угол![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090141/916.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090006/8800.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
где Kt коэффициент передачи от РУ 1 к ДУАП 16. При этом ДУАП 16 окажется в воздушном потоке под углом атаки
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090023/945.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090023/945.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
и на ДУАП 16 возникнут аэродинамические силы Yт и Xт
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446t.gif)
где C
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090023/945.gif)
Cхот коэффициент лобового сопротивления ДУАП 16 при нулевом угле атаки;
Sт площадь ДУАП 16;
q скоростной напор;
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090337/961.gif)
V скорость полета ЛА. Силы Yт и Xт создают момент Mт относительно оси вращения УАП 10
Mт= (Yт
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
где Lp расстояние между осями вращения УАП 10 и ДУАП 16. Под действием Mт УАП 10 начинает поворачиваться, становясь под углом атаки
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090006/8800.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-2t.gif)
где C
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090023/945.gif)
Cхор коэффициент лобового сопротивления УАП 10 при нулевом угле атаки;
Sp площадь УАП 10. Силы Yp и Xp создают относительно оси вращения УАП 10 момент Mp, который препятствует повороту УАП 10. Mp= (Yp
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
где Lшр -расстояние от оси вращения УАП 10 до точки приложения сил Yp и Xp. Кроме того, при отклонении УАП 10 от нулевого положения создается момент Mпр пружин 23, также препятствующий повороту УАП 10
Mпр = Kпр
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090004/183.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
где Kпр жесткость пружин 23;
L222 расстояние от оси вращения УАП 10 до точки крепления пружин 23 к рычагу 22. При вращении УАП 10 с угловой скоростью
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-3t.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-4t.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-5t.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-6t.gif)
Таким образом, процесс вращения УАП 10 описывается дифференциальным уравнением
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-7t.gif)
где Ip,
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-8t.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090446/2090446-9t.gif)
Основные исходные данные и результаты моделирования приведены в таблице. В таблице указаны:
Tппр время отклонения УАП 10 на установившийся угол
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
Tзапр время запаздывания отклонения УАП 10 на угол
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
![рулевой привод управляемой аэродинамической поверхности, патент № 2090446](/images/patents/382/2090005/981.gif)
Класс B64C9/10 с регулированием одной поверхности путем перемещения другой поверхности, например сервокомпенсаторы